KR20140031959A - 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈, 단말기, 및 이를 이용한 거리측정 방법 - Google Patents

근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈, 단말기, 및 이를 이용한 거리측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈, 단말기, 및 이를 이용한 거리측정 방법에 관한 것으로서, 블루투스 통신방식을 이용하여 무선 전파의 세기와 응답시간을 계산함으로써 단말기와 디바이스 모듈간의 거리를 측정하는 발명에 관한 것이다. 이를 위해 근거리 무선통신 방식에 의해 거리측정 요청 메시지가 포함된 제1 거리측정용 무선신호를 외부기기로부터 수신하는 수신부, 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값을 산출하는 제어부, 및 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 거리측정 요청 메시지에 대응하여 외부기기로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈이 개시된다.

Description

근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈, 단말기, 및 이를 이용한 거리측정 방법{Device for measuring distance using local wireless communication, portable device, and method thereof}
본 발명은 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈, 단말기, 및 이를 이용한 거리측정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블루투스 통신방식을 이용하여 무선 전파의 세기와 응답시간을 계산함으로써 단말기와 디바이스 모듈간의 거리를 측정하는 발명에 관한 것이다.
최근 근거리 무선통신 방식에 대한 활용도가 점차 증가하는 추세에 발맞추어 블루투스의 전파 세기를 이용한 단말기와 디바이스 모듈간의 거리측정 방법에 관한 기술이 아래와 같은 선행문헌에 개시되고 있다. 이러한 선행문헌에서는 전파의 세기만을 고려하거나 또는 장애물로부터 반사되어 돌아온 반사시간만을 고려하므로 거리 측정오차에 많은 문제점을 안고 있다.
선행기술문헌1 : 대한민국등록특허공보 제10-0442367(블루투스 장치를 이용한 거리측정장치) 선행기술문헌2 : 대한민국등록특허공보 제10-0790084(블루투스 단말의 거리 측정방법 및 장치)
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 종래의 선행기술문헌에 비해 블루투스의 전파 세기와 응답시간을 고려하여 거리를 측정함으로써 보다 정밀한 거리측정을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 근거리 무선통신 방식에 의해 거리측정 요청 메시지가 포함된 제1 거리측정용 무선신호를 외부기기로부터 수신하는 수신부, 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값을 산출하는 제어부, 및 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 거리측정 요청 메시지에 대응하여 외부기기로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 송신부는 전파를 방사하는 안테나부를 구비하며, 안테나부는 지향성 안테나와 무지향성 안테나 중 적어도 어느 하나의 안테나를 구비하며, 지향성 안테나는 적어도 복수로 구비되어 외부기기의 거리측정 요청 메시지에 상응하여 전파를 외부기기로 방사함으로써 외부기기가 거리와 방향을 계산할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 외부기기로부터 거리측정 요청 메시지를 복수회 수신하고, 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 거리측정 요청 메시지의 횟수에 대응하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 외부기기에서 전송된 메시지에 따라 진동, 소리, 및 발광 중 적어도 어느 하나에 의해 사용자에게 디바이스 모듈의 위치를 알리는 것을 특징으로 한다.
또한, 수신부로부터 수신된 제1 거리측정용 무선신호 중 수신부로부터 최초로 수신된 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적은 근거리 무선통신 방식에 의해 거리측정 요청 메시지가 포함된 제1 거리측정용 무선신호를 외부 디바이스 모듈로 전송하는 송신부, 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 거리측정 요청 메시지에 대응하여 디바이스 모듈로부터 수신받는 수신부, 및 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하여 디바이스 모듈과의 거리를 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 단말기를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 송신부는, 거리측정 요청 메시지를 디바이스 모듈로 복수회 전송하고, 제어부는, 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 평균하여 평균값을 산출하고, 복수회에 대응하는 각각의 평균값에 의해 디바이스 모듈과의 거리를 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 거리측정 요청 메시지에 대한 디바이스 모듈의 응답시간을 계산하는 카운터부를 더 구비하며, 카운터부의 응답시간 값에 의해 디바이스 모듈과의 거리 값을 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 디바이스 모듈로부터 수신된 제2 거리측정용 무선전파신호 중 디바이스 모듈로부터 최초로 수신된 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 디바이스 모듈과의 산출 거리를 디스플레이하거나 디바이스 모듈의 상대적 위치를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적은 근거리 무선통신 방식에 의해 거리측정 요청 메시지가 포함된 제1 거리측정용 무선신호를 외부 디바이스 모듈로 전송하는 단계, 거리측정 요청 메시지에 따라 디바이스 모듈로부터 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 수신받는 단계, 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 산출하고, 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하여 디바이스 모듈과의 거리를 계산하는 단계, 및 계산된 거리 값에 의해 디바이스 모듈과의 산출 거리를 표시하거나, 디바이스 모듈의 상대적 위치를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 제1 거리측정용 무선신호를 외부 디바이스 모듈로 전송하는 단계전에 페어링된 복수의 디바이스 모듈 중 거리 측정이 필요한 적어도 어느 하나의 디바이스 모듈을 사용자가 선택하는 것을 특징으로 한다.
또한, 거리를 계산하는 단계는, 거리측정 요청 메시지가 복수회 반복되는 경우, 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 평균하여 평균값을 산출하고, 복수회 각각에 대한 복수의 평균값이 산출되는 단계, 복수의 평균값을 시간 흐름에 따라 누적 평균값으로 산출하여 기준 평균값과 비교 평균값을 산출하는 단계, 기준 평균값과 비교 평균값을 비교함으로써 산출된 거리값의 오차를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 디바이스 모듈이 수신된 메시지에 따라 진동, 소리, 및 발광 중 적어도 어느 하나에 의해 사용자에게 디바이스 모듈의 위치를 알리도록 제어 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 블루투스의 무선 전파 신호의 세기값을 이용하여 1차적으로 거리를 측정하고 응답시간을 고려하여 거리측정을 보정함으로써 보다 정밀한 거리측정을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 디바이스 모듈의 소형화가 가능하고 보다 저렴한 비용으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 디바이스 모듈(100)과 단말기(200)의 구성을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 거리측정의 정밀도를 향상시키기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 거리측정 방법을 나타낸 도면이고,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제2 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
<근거리 무선통신 방식을 이용한 거리측정 장치의 구성>
본 발명은 근거리 무선통신 방식을 이용하여 단말기의 거리측정 요청 메시지에 따라 라운드 트립에 의해 단말기로부터 일정거리 떨어진 디바이스 모듈간의 거리 및 방향을 측정하는 장치이다. 디바이스 모듈과 단말기간의 거리 측정을 위해 본 발명에서는 거리측정용 무선신호, 즉 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 이용하며, 좀더 정밀한 거리측정을 위해 디바이스 모듈의 응답시간을 계산하여 RSSI(이하에서는 거리측정용 무선신호의 세기 값으로 한다)에 의해 계산된 거리값을 보정할 수 있다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 근거리 무선통신 방식을 이용한 거리측정 장치의 구성을 자세히 설명하기로 한다.
(디바이스 모듈)
디바이스 모듈(100)은 후술하는 단말기(200)와 일정거리 떨어져 있을 수 있다. 디바이스 모듈(100)은 후술하는 실시예에 설명되는 바와 같이 손목 등 인체에 착용되는 웨어러블 디바이스일 수도 있고, 가방 또는 사람이 휴대하는 물건 등에 체결되는 장치(일예로 열쇠고리)일 수도 있다. 디바이스 모듈(100)과 단말기(200)는 바람직하게는 블루투스 통신방식을 사용하나 필요에 따라 와이파이 등 근거리 무선통신 방식을 이용할 수 있음은 자명하다.
디바이스 모듈(100)의 수신부(110는 블루투스 통신방식에 의해 도 1에 도시된 바와 같이 단말기(200)의 거리측정 요청 메시지를 수신한다. 거리측정 요청 메시지를 수신한 디바이스 모듈(100)은 단말기(200)가 전송한 거리측정용 무선신호의 세기 값(신호 감도 측정)을 산출한다. 거리측적용 무선신호의 세기 값은 상술한 거리측정 요청 메시지의 무선전파 신호의 세기 값일 수 있다. 거리측정 요청 메시지에는 디바이스 모듈(100)의 ID, 거리측정 요청 명령, 또는 디바이스 모듈의 현재 위치를 사용자가 용이하게 식별할 수 있도록 디바이스 모듈의 현재 위치를 알리도록 하는 제어 명령이 포함될 수 있다. 이때 디바이스 모듈의 현재 위치는 위치 알림부(140)를 통해 진동, 소리, 발광 등을 구현함으로써 사용자에게 위치를 전달할 수 있다. 진동을 구현하기 위해서는 진동 액추에이터가 구비될 수 있으며, 소리를 구현하기 위해서는 스피커가 추가될 수 있다. 또한, 발광을 위해서는 LED 등이 구비될 수 있으며, 특히 웨어러블 디바이스(일예로 스마트폰과 연동되는 손목 등에 시계형식으로 착용하는 디바이스) 등과 같이 디바이스 모듈에 LCD(액정) 또는 텍스트 표시 장치가 구비되는 경우에는 단말기와의 거리를 지속적으로 표시할 수도 있다.
제어부(120)는 상술한 단말기(200)가 전송한 거리측정용 무선신호의 전파 세기 값을 산출하며, 단말기의 거리 측정 요청 메시지에 대응하는 거리 측정 응답 메시지를 송신부(130)를 통하여 단말기로 전송한다. 거리 측정 응답 메시지는 제어부(120)에서 산출한 단말기로부터 전송된 무선 전파 신호의 세기 값이 포함되며, 이와 함께 디바이스 모듈의 송신부(130)에서 블루투스 방식을 통해 거리측정용 무선신호를 단말기로 전송한다. 즉, 디바이스 모듈(100)은 단말기로부터 거리측정 요청 메시지를 전송받으면 계산된 단말기의 무선 전파 신호의 세기 계산 값을 전송함과 동시에 블루투스 방식으로 단말기로 거리측정용 무선신호를 전송한다. 따라서 단말기는 후술하는 바와 같이 거리측정을 보다 정밀하게 하기 위해 단말기로부터 디바이스 모듈이 받은 무선 전파 신호의 세기 값과 디바이스 모듈로부터 단말기가 받은 무선 전파 신호의 세기 값 2가지를 평균하여 디바이스 모듈과의 거리를 계산한다.
이때 거리 측정 요청 메시지 또는 거리 측정 응답 메시지가 거리측정용 무선신호이거나, 다른 예로서 거리 측정 요청 메시지와 또는 응답 메시지와 거리측정용 무선신호를 서로 분리하여 순차적으로 디바이스 모듈 또는 단말기로 전송할 수도 있다. 다만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 응답 또는 요청 메시지를 응답 또는 요청 명령이 포함된 거리측정용 무선신호로 간주하여 설명한다.
상술한 송신부 및 수신부는 블루투스를 비롯한 근거리 무선통신을 송수할 수 있는 안테나에 의해 구체화될 수 있다. 또한, 송신부는 단말기와 디바이스 모듈간의 거리 측정 뿐만 아니라 방향을 측정하여 좀더 자세하게 디바이스 모듈의 위치를 파악하기 위해 지향성 안테나를 복수로 구비할 수 있다.
제어부(120)는 단말기로부터의 제어 명령을 분석하고, 수치 연산 및 주변회로 제어가 가능한 디지털 및 아날로그 회로에 의해 구현될 수 있으며, 모듈로 구성될 수 있다.
전파 신호의 세기에 따른 거리 측정을 보완하기 위해 디바이스 모듈(100)은 단말기(200)로부터 복수회에 걸쳐 거리 측정 요청 메시지를 수신받을 수 있으며, 따라서 거리 측정 요청 메시지에 상응하는 거리 측정 응답 메시지를 단말기로 전송하게 된다. 이때, 단말기로부터 수신되는 거리측정용 무선신호는 전파의 회절 등에 의해 동일한 거리측정용 무선신호가 순차적으로 수신부에 의해 수신될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 회절 등에 의해 순차적으로 수신되는 거리측정용 무선신호 중 최초로 입력되는 신호(또는 최초로 들어오는 거리측정용 무선신호의 세기 값)를 유효한 신호(세기 값)로 간주하여 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 디바이스 모듈(100)은 후술하는 다양한 실시예와 같이 웨어러블 디바이스(일예로 시계 또는 안경)이거나, 사용자의 물건(일예로 가방, 여행용 가방) 등에 부착되는 독립된 형태의 디바이스 모듈이거나, 사용자의 손목 등 인체와 결합하여 사용될 수 있는 독립된 형태의 디바이스 모듈(일예로 열쇠고리)로 구현될 수 있다.
(단말기)
본 발명에 따른 단말기(200)는 상술한 디바이스 모듈(100)과 연동됨으로써 디바이스 모듈(100)과의 떨어진 거리를 표시하는 장치로서 일반적으로는 어플(Application)이 설치될 수 있는 스마트폰으로 구현될 수 있으나, 다른 예로서 거리측정 전용의 단말기로 구현될 수도 있을 것이다.
단말기(200)는 먼저 디바이스 모듈(100)과의 거리측정이 필요한 경우 주위 단말기와 페어링을 시도한다. 이때 단말기와 디바이스 모듈은 블루투스 방식을 사용하는 것으로 가정하며, 페어링된 디바이스 중 사용자의 선택에 의해 선택된 디바이스와의 거리측정에 대해 설명하기로 한다. 다만, 페어링된 모든 디바이스 모듈과의 거리측정은 단말기와 복수의 디바이스 모듈과의 기 결정된 우선순위에 따라 순차적으로 측정될 수 있을 것이다.
주위 디바이스 모듈과 페어링이 되면 거리측정이 필요한 디바이스 모듈(100)을 사용자가 선택하도록 하는 입력창이 디스플레이될 수 있다. 어느 하나의 디바이스 모듈(100)이 선택되면 단말기(200)는 선택된 디바이스 모듈(100)로 거리측정 요청 메시지를 송신부(210) 안테나를 통하여 전송한다. 단말기는 디바이스 모듈로 거리측정 요청 메시지 송신시 디바이스 모듈(100)의 응답시간을 계산하기 위해 카운터부(240)를 구동한다. 카운터부(240)는 거리측정 요청 메시지 전송과 연동하여 클럭을 카운팅하며 자체적으로 응답시간을 계산하거나 또는 제어부(230)에 의해 응답시간이 계산될 수도 있을 것이다.
거리측정 요청 메시지를 수신받은 디바이스 모듈(100)은 거리측정 요청 메시지에 대응하여 거리측정 응답 메시지를 단말기로 전송한다. 즉, 거리측정 요청 메시지를 수신한 디바이스 모듈은 단말기로부터 수신된 블루투스 전파 신호의 세기 값을 계산하고, 이 값을 거리측정 응답 메시지로 전송한다. 디바이스 모듈이 응답한 거리측정 응답 메시지에는 단말기의 블루투스 전파 신호의 세기 값이 포함되어 있다. 또한, 디바이스 모듈의 거리측정 응답 메시지는 단말기의 수신부(220)에 수신되어 디바이스 모듈의 블루투스 전파 신호의 세기 값이 단말기의 제어부(230)에 의해 계산된다. 따라서, 본 발명에서는 단말기와 디바이스 모듈간의 거리를 산출하기 위해 블루투스 전파 신호의 세기 값을 이용하며, 이때 단말기에서 디바이스 모듈로 송출한 전파 신호의 세기 값과 디바이스 모듈에서 단말기로 송출한 전파 신호의 세기 값을 둘 다 이용하는 라운드 트립 방식을 사용한다. 라운드 트립은 상술한 바와 같이 거리측정 요청 메시지에 상응하여 거리측정 응답 메시지를 전송하며, 각각의 메시지의 전파 신호의 세기 값을 이용하는 것을 의미한다.
단말기(200)의 제어부(230)는 거리측정 응답 메시지에 포함된 단말기의 블루투스 전파 신호의 세기 값을 추출하며, 또한 디바이스 모듈의 블루투스 전파 신호의 세기 값을 계산한다. 따라서, 제어부(230)는 단말기의 블루투스 전파 신호의 세기 값과 디바이스 모듈의 블루투스 전파 신호의 세기 값을 합산하여 평균값을 산출한다. 따라서 단방향으로 무선 전파 신호의 세기 값을 이용하는 것보다 양방향으로 무선 전파 신호의 세기 값을 이용함으로써 거리측정 오차를 줄일 수 있다. 다만, 본 발명에서는 아래와 같이 무선 전파 신호의 세기 값 외에 거리 측정 오차를 줄일 수 있는 다양한 방법을 이용한다.
(무선 전파 신호이 세기 값 오차 보정 방법)
도 2에 도시된 바와 같이, 디바이스 모듈(100)이 일정시간(t) 동안 주어진 이동 경로(10)를 이동한다고 가정할 때 무선 전파 세기의 오차를 줄이기 위해 단말기(200)와 디바이스 모듈(100)은 서로 거리측정 요청 메시지와 응답 메시지를 기 결정된 시간 내(t1)에 복수회에 걸쳐 서로 주고받는다. 이때, 디바이스 모듈(100) 또는 단말기(200)는 상대방으로부터 각각의 무선 전파 신호를 수신받을 때 최초로 들어오는 무선 전파 신호를 이용하여 세기 값을 계산한다. 이는 전파의 회절 또는 다양한 전파 환경에 의해 동일한 무선 전파 신호가 이중으로 수신되는 경우가 있을 수 있기 때문이다. 일 예로서 t1 시간 동안 5번에 걸쳐서 단말기(200)는 제1 디바이스 모듈(100a) 내지 제5 디바이스 모듈(100e)과 거리측정 요청 메시지와 응답 메시지를 주고 받는다. 이에 따라 제어부(230)는 1회당 평균값을 도출하며 각 회당 평균값을 합산하여 총 5회의 제1 최종 평균값을 산출한다. 또한, 동일한 t2 시간 동안 5번에 걸쳐서 단말기(200)는 제2 디바이스 모듈(100b) 내지 제6 디바이스 모듈(100f)과 거리측정 요청 메시지와 응답 메시지를 주고 받으며 상술한 바와 같은 평균값 연산에 의해 총 5회의 제2 최종 평균값을 산출한다. 따라서, 제어부(230)는 제1 최종 평균값보다 제2 최종 평균값이 큰 경우에는 디바이스 모듈(100)이 단말기(200)로 근접하고 있다고 판단하며, 이와 반대의 경우에는 멀어지고 있다고 판단한다. 따라서 제1,2,...n 최종 평균값과 데이터베이스(270)에 기 저장되어 있는 룩업 테이블을 비교하여 각각의 최종 평균값에 대한 단말기와 디바이스 모듈간의 거리를 알 수 있으며 이를 위치 표시부(250)에 표시할 수 있다.
무선 전파 신호의 세기 값 외에 거리 측정 오차를 줄일 수 있는 다른 예로서 카운터부(240)를 이용한 평균 응답시간이 있을 수 있다. 즉, 단말기(200)는 거리측정 요청 메시지를 전송할 때 카운터부(240)를 동작시켜 시간을 계수하며, 거리측정 요청 메시지에 상응하여 디바이스 모듈(100)로부터 거리측정 응답 메시지가 수신된 경우 카운터를 중단하여 최종 응답시간을 제어부(230) 또는 카운터부(240)가 계산한다. 상술한 도 2와 같이 응답시간도 총 5회에 걸쳐 제1,2,...n 최종 평균값을 산출할 수 있다. 따라서 각각의 응답시간의 최종 평균값과 데이터베이스(270)에 기 저장되어 있는 룩업 테이블을 비교하여 각각의 최종 평균값에 대한 단말기와 디바이스 모듈간의 거리를 알 수 있으며 이를 위치 표시부(250)에 표시할 수 있다. 또한, 제1,...5 디바이스 모듈(100a,...100e)의 최종 응답 평균값과 제2,...6 디바이스 모듈(100b,...100f)의 최종 응답 평균값을 서로 비교함으로써 디바이스 모듈(100)이 단말기(200)로부터 멀어지는지 또는 근접하는지 여부를 알 수 있어서 각각의 평균값에 대한 신뢰성을 보완할 수 있다.
위치 표시부(250)는 디바이스 모듈의 위치 및 방향을 텍스트 또는 이미지로 표시하기 위해 스마트폰의 터치스크린으로 구체화되거나 또는 위치 및 방향을 사용자에게 알리기 위한 스피커부로 구체화될 수 있다.
데이터베이스(270)는 단말기(200)의 저장장치로 구현되거나 또는 단말기(200)와 기 결정된 통신방식에 의해 접속되어 외부에 구비되는 서버일 수 있다. 데이터베이스(270)에는 단말기와 디바이스 모듈간의 무선 전파 신호의 강도에 따른 다양한 거리 값이 저장되어 있으며 또한, 응답시간에 따른 거리 값이 기 저장되어 있다.
<근거리 무선통신 방식을 이용한 거리측정 방법>
본 발명에 따른 거리측정 방법은 도 3을 참조하여 스마트폰에 설치되는 어플리케이션의 동작을 통해 설명하기로 한다.
먼저, 단말기(200)는 주위의 디바이스 모듈(100)과의 페어링을 시도한다(S10). 페어링을 시도하면 서로 다른 디바이스 모듈(100)과 페어링이 되며 이때 거리측정이 필요한 디비이스 모듈(100)을 사용자가 터치스크린(270)을 이용하여 선택하게 된다(S20). 다만, 블루투스로 페어링되는 디바이스 모듈(100) 모두가 거리측정이 필요한 경우에는 전부 다 선택될 수 있다.
디바이스의 선택이 완료되면 단말기(200)는 거리측정 요청 메시지를 각각의 디바이스 모듈(100)로 순차적으로 전송한다. 이때, 거리측정 요청 메시지 전송시 카운터부(240)를 동작시켜 시간을 계수한다. 단말기로부터 거리측정 요청 메시지를 전송받은 디바이스 모듈(100)은 단말기의 거리측정 요청 메시지의 무선 전파 신호 세기 값을 측정한다(S30). 디바이스 모듈(100)은 측정된 무선 전파 신호의 세기 값과 함께 거리측정 응답 메시지를 단말기로 전송한다.
단말기(200)는 거리측정 응답 메시지의 전파 세기 값을 측정하며, 거리측정 응답 메시지 수신시 시간 계수를 중지하여 응답시간을 계산한다(S50,S60). 라운드 트립 방식에 의한 전파 세기 값과 응답시간을 이용하여 단말기는 디바이스 모듈과의 거리 및 방향을 계산 및 보정한다(S70, S80).
계산된 거리 및 방향은 단말기의 터치스크린에 표시되거나 스피커부를 통하여 사용자에게 알림음을 제공할 수 있다.
(실시예 1)
단말기와 디바이스 모듈간의 거리측정을 위한 제 1실시예는 공항 등의 수하물 거리 측정이 될 수 있다. 즉, 공항을 이용하는 이용자는 도착지에서 컨베이어벨트를 통해 나오는 자신의 여행용 가방(20)을 찾아야 한다. 이때 여행용 가방(20)에 본 발명에 따른 디바이스 모듈(100)을 부착해 놓은 경우 이용자는 자신의 스마트폰과 여행용 가방에 부착된 디바이스 모듈간의 페어링을 통해 거리를 측정할 수 있으며, 측정된 거리를 자신의 스마트폰에 디스플레이함으로써 자신의 여행용 가방을 쉽게 찾을 수 있다.
(실시예 2)
도 4와 같이 본 발명에 따른 제2 실시예는 여행객을 안내하는 가이드(30)와 다수의 여행객(35a 내지 35e) 사이의 거리 및 방향을 측정하도록 할 수 있다. 즉, 다수의 여행객의 손목 또는 여행용 가방에 본 발명에 따른 블루투스를 이용한 디바이스 모듈(100)이 부착될 수 있으며 가이드는 자신의 스마트폰으로 각각의 여행객의 거리 및 방향을 측정하여 여행객의 위치를 정확히 알 수 있다.
스마트폰의 어플은 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 여행객의 위치를 계산하여 가이드의 스마트폰에 디스플레이해주며, 특히 안전 거리(31) 내에 위치하는 여행객(35a,35b,35c)과 위험 거리(32) 내에 위치하는 여행객(35d,25e)을 구별하여 표시할 수도 있다. 이때 위험 거리를 벗어난 여행객(35d,35e)에 대해서는 가이드(30)가 전화를 걸어서 여행객의 안전을 도모할 수 있다.
(실시예 3)
도 5와 같이 본 발명에 따른 제3 실시예는 웨어러블 디바이스와 스마트폰 간의 거리를 측정하도록 할 수 있다. 최근 각광받고 있는 웨어러블 디바이스는 일예로서 스마트 안경 또는 스마트 손목시계 등이 될 수 있으며, 스마트 손목시계는 본 발명에 따른 스마트폰과 연동되며 특히 블루투스 장치가 이미 구비되어 있다. 스마트 손목시계는 본 발명에 따른 디바이스 모듈로 구체화되며 스마트폰에 본 발명에 따른 어플리케이션이 설치된다.
사용자는 종종 자신의 집 또는 사무실 등에서 스마트 손목시계가 어디에 위치하는지 찾기가 곤란한 경우에 부딪히며 이때, 도 5와 같이 사용자는 이동 경로(45)를 따라 거리를 측정하여 사용자에게 알려줌으로써 편리하게 스마트 손목시계를 찾을 수 있다. 스마트폰과 스마트 시계와의 거리가 가까워지는 경우 스마트폰에서는 스피커부를 통해 알림음을 내거나 계속적으로 거리를 표시할 수 있다. 이때 알림음을 내는 경우에는 스마트폰과 스마트 시계와의 거리가 가까워지는 경우에는 알림음의 주기가 계속적으로 짧아질 수 있으며, 이와 반대로 멀어지는 경우에는 계속적으로 알림음의 주기가 길어지도록 하여 쉽게 사용자에게 알려줄 수 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
10 : 이동 경로
20 : 여행용 가방
30 : 가이드
31 : 안전 거리 영역
32 : 위험 거리 영역
35a : 여행객1
35b : 여행객2
35c : 여행객3
35d : 여행객4
35e : 여행객5
40 : 스마트 손목시계
45 : 이동 경로
100 : 디바이스 모듈
100a: 제1 디바이스 모듈
100b: 제2 디바이스 모듈
100c: 제3 디바이스 모듈
100d: 제4 디바이스 모듈
100e: 제5 디바이스 모듈
100f: 제6 디바이스 모듈
110 : 수신부
120 : 제어부
130 : 송신부
140 : 위치 알림부
200 : 단말기
210 : 송신부
220 : 수신부
230 : 제어부
240 : 카운터부
250 : 위치표시부
260 : 입력부
270 : 데이터베이스

Claims (13)

  1. 근거리 무선통신 방식에 의해 거리측정 요청 메시지가 포함된 제1 거리측정용 무선신호를 외부기기로부터 수신하는 수신부,
    상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값을 산출하는 제어부, 및
    상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 상기 거리측정 요청 메시지에 대응하여 상기 외부기기로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부는 전파를 방사하는 안테나부를 구비하며,
    상기 안테나부는 지향성 안테나와 무지향성 안테나 중 적어도 어느 하나의 안테나를 구비하며,
    상기 지향성 안테나는 적어도 복수로 구비되어 상기 외부기기의 거리측정 요청 메시지에 상응하여 전파를 외부기기로 방사함으로써 상기 외부기기가 거리와 방향을 계산할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부기기로부터 거리측정 요청 메시지를 복수회 수신하고, 상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 상기 제2 거리측정용 무선신호를 상기 거리측정 요청 메시지의 횟수에 대응하여 전송하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부기기에서 전송된 메시지에 따라 진동, 소리, 및 발광 중 적어도 어느 하나에 의해 사용자에게 디바이스 모듈의 위치를 알리는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신부로부터 수신된 상기 제1 거리측정용 무선신호 중 상기 수신부로부터 최초로 수신된 상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 디바이스 모듈.
  6. 근거리 무선통신 방식에 의해 거리측정 요청 메시지가 포함된 제1 거리측정용 무선신호를 외부 디바이스 모듈로 전송하는 송신부,
    상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 상기 거리측정 요청 메시지에 대응하여 상기 디바이스 모듈로부터 수신받는 수신부, 및
    상기 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 산출하고, 상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하여 상기 디바이스 모듈과의 거리를 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 단말기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 거리측정 요청 메시지를 상기 디바이스 모듈로 복수회 전송하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 평균하여 평균값을 산출하고, 상기 복수회에 대응하는 각각의 평균값에 의해 상기 디바이스 모듈과의 거리를 보정하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 단말기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 거리측정 요청 메시지에 대한 상기 디바이스 모듈의 응답시간을 계산하는 카운터부를 더 구비하며,
    상기 카운터부의 응답시간 값에 의해 상기 디바이스 모듈과의 거리 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 단말기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 디바이스 모듈로부터 수신된 제2 거리측정용 무선전파신호 중 디바이스 모듈로부터 최초로 수신된 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 단말기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 디바이스 모듈과의 산출 거리를 디스플레이하거나 상기 디바이스 모듈의 상대적 위치를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정용 단말기.
  11. 근거리 무선통신 방식에 의해 거리측정 요청 메시지가 포함된 제1 거리측정용 무선신호를 외부 디바이스 모듈로 전송하는 단계,
    상기 거리측정 요청 메시지에 따라 상기 디바이스 모듈로부터 상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호를 수신받는 단계,
    상기 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 산출하고, 상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 이용하여 상기 디바이스 모듈과의 거리를 계산하는 단계, 및
    계산된 거리 값에 의해 상기 디바이스 모듈과의 산출 거리를 표시하거나, 상기 디바이스 모듈의 상대적 위치를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 거리측정용 무선신호를 외부 디바이스 모듈로 전송하는 단계전에 페어링된 복수의 상기 디바이스 모듈 중 거리 측정이 필요한 적어도 어느 하나의 디바이스 모듈을 사용자가 선택하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 거리를 계산하는 단계는,
    상기 거리측정 요청 메시지가 복수회 반복되는 경우,
    상기 제1 거리측정용 무선신호의 세기 값과 상기 제2 거리측정용 무선신호의 세기 값을 평균하여 평균값을 산출하고, 복수회 각각에 대한 복수의 평균값이 산출되는 단계,
    상기 복수의 평균값을 시간 흐름에 따라 누적 평균값으로 산출하여 기준 평균값과 비교 평균값을 산출하는 단계,
    상기 기준 평균값과 상기 비교 평균값을 비교함으로써 산출된 거리값의 오차를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 근거리 무선통신을 이용한 거리측정 방법.
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