KR20140043290A - 지구 포지셔닝 시스템 - Google Patents

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Abstract

지구 포지셔닝 시스템 (earth positioning system (EPS))이 제공된다. 상기 EPS는 통신 기능들을 갖춘 복수의 고정된 LED 광들 그리고 모바일 통신 기기를 포함한다. 클라우드 컴퓨터 그리고 상기 고정된 LED 광들의 세계 좌표들이 표시된 적어도 하나의 지도가 더 포함될 수 있을 것이다. 상기 LED 광은 기판, 적어도 하나의 LED 다이, 파워 서플라이, 무선 통신 모듈, 제어 유닛 및 하우징을 포함한다. 그 LED 광들은 위도, 경도 및 고도로 표시된 좌표들을 가지고 실내 환경 및 실외 환경에 배치될 수 있을 것이다. 상기 좌표들은 상기 클라우드 컴퓨터의 지도 데이터 내에 포함된다. 상기 모바일 통신 기기가 그 기기의 휴대자와 함께 이동할 때에, 그 모바일 통신 기기의 세계 좌표들은 근처에 있는 LED 광들의 좌표들을 기반으로 하여 또는 전술한 지도와 함께 상기 LED 광들의 유일 ID들을 기반으로 하여 위치가 정해질 수 있다.

Description

지구 포지셔닝 시스템{Earth positioning system}
본 발명은 지구 포지셔닝 시스템에 관한 것이며, 더 상세하게는 포지셔닝 기능들을 구비한 스마트 네트워킹 시스템에 관한 것이며, 이는 통신 기능들을 갖춘 복수의 고정된 발광 다이오드 (light-emitting diode (LED)) 광들 및 모바일 통신 기기로 구성되며, 이 경우에 클라우드 컴퓨터 그리고 상기 고정된 LED 광의 위도, 경도 및 고도의 좌표들이 표시된 적어도 하나의 세계 지도가 추가로 포함될 수 있다.
글로벌 포지셔닝 시스템 (global positioning system (GPS))이 보통의 모바일 통신 기기를 이용할 때에 어떤 차폐 (shelter)도 없는 실외 환경에서 실질적으로 10 내지 20 미터의 포지셔닝 정확도를 가진다는 것이 잘 알려져 있다. 더욱 정확한 포지셔닝이 필요한 경우에 더 많은 가격의 장비를 필요로 한다. 현재, 보통의 모바일 통신 기기 및 GPS는 2미터 이내의 오류 허용을 가진 포지셔닝 정확도에 대한 요구사항들을 간단하게 달성할 수 없으며, 그래서 개선을 위한 여지가 여전히 존재한다.
또한, 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS)은 실내 환경 또는 차폐들이 있는 실외 환경들에서는 기본적으로 쓸모가 없다. 많은 빌딩들이 있는 도시에서 세계 인구의 반 이상이 살고 있는데, 그 도시 내 사람들의 대개의 활동들은 그 빌딩 내에서 일어난다. 그러므로, 실내 또는 실외 차폐들 또는 택시, 버스, 개인 차량, 아티클, 또는 심지어는 강 위의 보트와 같이 차폐들을 갖춘 실외 운송 차량들 내의 사람들이나 애완 동물의 포지셔닝과 같은 정확한 포지셔닝을 수행하는 것이 중요하다. 또한, 정확한 포지셔닝은 위치-기반의 서비스들, 도움들 그리고 데이터 마이닝과 같은 다양한 기능들을 제공할 수 있다.
본 발명은 지구 포지셔닝 시스템, 더 상세하게는 포지셔닝 기능들을 구비한 스마트 네트워킹 시스템을 제공하려고 한다.
본 발명은 실내/실외 광원을 기반으로 하는 지구 포지셔닝 시스템을 제공한다. 상기 광원은 블루투스 (Bluetooth) 4.0 그리고 그 이상의 버전의 빌트-인 (built-in) 통신 기능을 갖춘 LED 광이다. (사람 또는 차량을 포함하는) 실내/실외 사용자는 웨어러블 통신 기기 또는 모바일 전화기와 같은 블루투스 4.0 그리고 그 이상의 버전의 통신 기능, 그리고 WIFI 통신 기능을 적어도 구비한 모바일 통신 기기를 지니고 다닌다. 따라서, 이는 그 모바일 통신 기기를 휴대한 각 사용자가 적어도 1 내지 2 미터 사이 범위의 포지셔닝 정확도로 정확한 실내 또는 실외 포지셔닝을 수행하도록 허용한다. 개인적인 안전을 모니터하고, 또는 정부 기관들로부터 사람들에게 위치-기반의 공공 서비스들을 제공하고, 또는 대리점들로부터 소비자들에게 위치-기반의 비즈니스 서비스들을 제공하고, 또는 의료 에이전시들로부터 환자들에게 위치-기반의 의료 처리들을 제공하기 위해서 상기 사용자의 위치 그리고 그 사용자 주위의 환경이 획득되고, 분석되고 그리고 프로세싱될 수 있다.
본 발명은 실내/실외 광원을 기반으로 하는 지구 포지셔닝 시스템을 제공한다. 상기 광원은 블루투스 4.0 그리고 그 이상 버전의 빌트-인 통신 기능을 가진 LED 광이다. 실내/실외 사용자 또는 차량은 예를 들면, 이어폰-유형 기기, 팔찌-유형의 기기, 안경-유형의 기기, 모바일 전화기 또는 태블릿 컴퓨터의 웨어러블 (werable) 통신 기기와 같은 블루투스 4.0 그리고 그 이상의 버전의 통신 기능, 그리고 WIFI 통신 기능을 가진 모바일 통신 기기를 가지고 다닌다. 따라서, 이는 실내/실외 광원이 턴-온될 것인가의 여부, 또는 가까이에 있는 모바일 통신 기기의 포지셔닝에 따라 자신의 조명을 조절하는가의 여부를 결정하는 것을 허용하며, 그래서 에너지 절약 및 이산화탄소 축소를 달성하도록 한다.
본 발명은 실내/실외 광원을 기반으로 하여 지구 포지셔닝 시스템을 제공한다. 상기 광원은 블루투스 4.0 그리고 그 이상 버전의 빌트-인 통신 기능을 가진 LED 광이다. 사용자는, 예를 들면, 이어폰-유형 기기, 팔찌-유형의 기기, 안경-유형의 기기, 모바일 전화기 또는 태블릿 컴퓨터의 웨어러블 통신 기기와 같은 블루투스 4.0 그리고 그 이상의 버전의 통신 기능, 그리고 WIFI 통신 기능을 구비한 모바일 통신 기기를 가지고 다닌다. 지구 포지셔닝 그리고 적어도 환경 센서의 데이터를 기반으로 하는 사용자 상 웨어러블 센서를 구비한 스마트 네트워킹 시스템은 포지셔닝 데이터와 함께, 블루투스 통신을 통한 사용자 상의 웨어러블 센서로부터의 데이터 그리고 상기 LED 광에 설치된 환경 센서로부터의 데이터를 읽고 수집하는 모바일 통신 기기로 구성된다.
본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 가로등에 내장된 블루투스 저 에너지 모듈의 회로의 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 광을 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 발명에 따른 지구 포지셔닝 시스템의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 지구 포지셔닝 시스템 내 지도들 사이에서의 스위칭 관계를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5a는 본 발명에서 사용되는 구글 (Google) 지도이며, 그리고 도 5b는 본 발명에 따라 LED 광과 사용자가 표시된 상기 구글 지도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 네트워킹 센서 시스템의 개략적인 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 통신 기기의 개략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 네트워킹 센서 시스템의 개략적인 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 현장의 응용 설비를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 모바일 통신 기기와 가까운 LED 광원들 사이의 인터액션들을 도시한 개략적인 도면이다.
실외 광원은 가로등, 마루 채광, 또는 벽의 광 (wall light)과 같은 야외 광으로 알려져 있다. 상기 실외 광은 도로들, 공원들, 주차장들, 보도, 공원도로들, 간선도로들 또는 다른 공공 지역들과 같은 실외 지역들을 밝힐 수 있다. 상기 언급된 광들 각각은 태양 셀과 함께 또는 태양 셀없이 존재할 수 있을 것이다. 상기 실외 광원은 야간에 상기 도로 또는 공원로에 빛을 제공하며, 그리고 도시에 큰 전기 비용들을 차지한다. 정부가 야간에 안전한 행동을 위한 환경들을 제공하지 않을 수 없도록 하는 것에도 불구하고, 에너지 절약 및 이산화탄소 축소에 대한 요구 사항들을 고려하면, 상기 실외 광원은 전력 절약 및 안전 조명이라는 두 목적들을 얻기 위해서 여전히 스마트 제어를 필요로 한다. 종래 기술에서, GPS 포지셔닝을 이용한 LED 가로등 제어와 같은 접근 방식들, 또는 GPS를 갖춘 모바일 기기를 휴대한 사람과 함께 지그비 (Zigbee) 무선 센서 (wireless sensor (WSN)) 모듈을 설치하는 것은 가로등의 조명을 제어하기 위한 기초로서 도움이 된다. 그런 접근 방식들의 불리함은 모바일 기기의 GPS의 포지셔닝 정확도가 단지 10 내지 20 미터라는 것이며, 지그비는 나뭇잎 및 나무들의 차폐들에 의해서 쉽게 영향을 받음에 받는다. 따라서, 상기 가로등의 조명을 제어하는 것은 효과적이 아니며, 즉, 가로등은 때로는 켜지지 않아야만 할 때에 종종 켜지며, 그 반대의 경우도 발생한다. 그러므로, 가로등의 조명을 제어하려고 할 때에 더욱 신뢰성있는 방법을 필요로 한다.
일반적으로, 두 인접한 가로등들 사이의 거리는 30 미터이다. 도로의 폭이 12 미터인 경우에, 한 행의 가로등들만이 필요하다. 도로의 폭이 24 미터보다 더 큰 경우에, 두 개 행의 가로등들만을 필요로 한다. 일반적으로, 그 가로등의 높이는 대략 4 미터, 6 미터, 8 미터 또는 10 미터일 수 있다. 그 높이가 더 낮아지면, 그 가로등의 조명 범위는 더 작아지며, 그리고 필요한 와트 수는 그에 따라서 더 작아지며, 그래서 그 가로등들은 더욱 가깝게 배치될 필요가 있다. 반대로, 그 높이가 더 높아지면, 그 가로등의 조명 범위는 더욱 커지며, 그리고 필요한 와트 수는 그에 따라서 더 커지며, 그래서 그 가로등들은 더욱 가깝게 위치할 필요는 없다. 일반적으로, 현존하는 기술들에서, 96 와트의 가로등은 8미터의 높이를 가지며, 그리고 두 인접한 가로등들 사이의 거리는 32 미터이다. 일몰로부터 일출까지의 평균 시간이 11시간인 경우에, 1.056 KW-H를 필요로 하며, 이는 하루에 1 킬로와트 그리고 1년에는 약 365 킬로와트와 동등하다.
상기 가로등들을 비추는 시간은 상이한 계절들 그리고 상이한 위치들을 기초로 하여 상이할 수 있을 것이다. 기본적으로, 그 광에는 마이크로프로세서를 포함하는 블루투스 통신 모듈이 내장되며, 그리고 그것에 대한 가능한 실시예는 TI CC2540/2541, CSR-1000, CSR-1001, ANT 또는 ANT+ 와 같은 상업적인 칩들을 이용하여 구현될 수 있다. 위치 기반의 일몰 및 일출 시각은 상기 마이크로프로세서로 프로그램될 수 있다. 또한, 업데이트된 새로운 제어 파라미터들이 상기 모바일 통신 기기에 의해서 직접적으로 그리고 무선으로 상기 블루투스 통신 모듈로 프로그램될 수 있다. 따라서, 안전 조명, 에너지 절약 그리고 이산화탄소 감축의 이슈들을 고려하면서, 그 가로등들을 밝히는 시간은 스마트하게 조절될 수 있다.
상기 가로등은 야간에 그 가로등의 조명 범위를 통해서 지나가는 사람들 또는 차량들을 위해서 조명을 제공하도록 주로 구성된다. 그러므로, 계절들의 일몰 시각 및 일출 시각을 기반으로 하여 가로등들을 밝히기 위한 시간을 제어하는 것에 추가로, 그 가로등들을 밝히기 위한 시간은 또한 상기 모바일 기기의 블루투스 모듈 및 WIFI 모듈을 통해서 또한 제어될 수 있다. 특히, 상기 가로등의 조명 강도 (intensity)는 수신 신호-강도 표시기 (received signal-strength indicator (RSSI)) 또는 상기 모바일 기기의 블루투스 모듈 그리고 상기 가로등 내부의 블루투스 모듈 사이의 거리에 따라서 제어될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 조명 강도는 50 미터의 범위를 커버한다. 이 경우에, 그러면 야간에 보행자들 주위의 50 미터의 범위 내에서 환한 시야가 확보될 수 있다. 더욱이, 50 미터의 범위 내에 아무도 주변에 있지 않을 때에 낮은 조도가 채택될 수 있을 것이며, 이 경우에 그 낮은 조도는 숨어있는 나쁜 녀석들의 가능성을 방지하기 위한 그리고 에너지를 절약하고 그리고 이산화탄소 생성을 축소하기 위한 레벨에서 유지되어야만 한다. 일단 50미터의 범위 내에서 어떤 사람이 주위에 있으면, 그러면 높은 조도가 채택된다.
야간에 사람들 그리고 차량들이 상대적으로 적게 있을 때에 조도를 낮추어서, 전력이 절약될 수 있을 것만이 아니라, 가로등의 LED 모듈 및 다른 회로 모듈들의 감가 상각 비율들은 그것의 동작 수명까지 확대되어 또한 낮아질 수 있다.
도 1에서 보이는 것처럼, 본 발명의 가로등에서, AC-DC 컨버터 (101)의 48V DC 출력 라인에 회로 블록이 추가로 부가된다. 그 회로 블록은 주로 낮은 드롭아웃 (low dropout (LDO)) 레귤레이터 모듈 (102), 블루투스 4.0 모듈 (103), 달링톤 (Darlington) 페어 (104) 및 LED 모듈 (105)을 주로 포함한다. 상기 LDO 레귤레이터 모듈 (102)은 상기 48V DC 전압 출력을 상기 AC-DC 컨버터 (101)에 의해서 3V로 변환한다. 상기 3V DC 전압은 상기 블루투스 모듈 (103)의 전력 소스로서 제공된다. 상기 달링톤 페어 (104)는 상기 블루투스 모듈 (103)에 의해서 제공된 펄스 폭 변조 (pulse width modulation (PWM)) 신호를 증폭하도록 구성된다. 상기 블루투스 4.0 모듈 (103)의 실시예는 TI CC2540/2541, CSR-1000, CSR-1001, ANT 또는 ANT+와 같은 상업적인 칩들을 이용하여 구현될 수 있다. 상기 블루투스 4.0 모듈 (103)은 빌트-인 마이크로프로세서 8051을 포함하며, 다양한 디밍 (dimming) 제어들을 수행하기 위해서 그 마이크로프로세서로 프로그램들이 써질 수 있을 것이다. 예를 들면, 턴-온 (turn-on) 시각은 상기 달링톤 페어 (104)에게 그리고 상기 LED 모듈 (105)에게 PMW 제어를 통해서 제공될 수 있으며, 그래서 그 조명을 위한 조도를 제공하도록 한다. 추가로, 램프를 블루투스 4.0 그리고 그 이상 버전의 빌트-인 통신 기능을 갖춘 LED 광으로 컨버팅하는 것의 레퍼런스는 본원 출원인에 의한 "LIGHT-SOURCE-BASE INTERNET OF THING" 제목의 대만 특허 출원 No. 100127360을 참조할 수 있다. 상기 출원은 표준의 LED 벌브 또는 LED 튜브에 내장된 블루투스 4.0 그리고 그 이상 버전의 통신 기능을 갖춘 회로 모듈을 제안하며, 이는 현존하는 램프나 튜브를 통신 기능들을 가진 LED 광으로 상기 사용자가 직접 변경하는 것을 허용한다.
도 1에 도시된 LED 광은 (TI CC2540/2541과 같은) 내장된 무선 통신 모듈을 구비하며, 이는 블루투스 저 에너지 통신 기능 그리고 마이크로프로세서 둘 모두를 가진 시스템 칩이다. 상기 칩이 슬레이브 모드에서 동작할 때에, 브로드캐스트 (broadcast)되고 있는 데이터는 128 바이트만큼 길 수 있을 것이다. 상기 데이터의 가능한 실시예는, 예를 들면, 26-바이트 길이 위도 좌표, 26-바이트 경도 좌표, 9-바이트 고도 좌표, 환경 센서로부터의 30-바이트 데이터 그리고 6-바이트 시간 데이터의 조합을 포함할 수 있을 것이다.
위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들은, 상기 LED 광이 위치한 위치나 장소인, 표 1에서 보이는 것과 같은 교환 가능 이미지 파일 포맷 (exchangeable image file format (EXIF)) 표준에 따르는 유일 세계 좌표들을 표시하도록 구성된다는 것에 유의해야만 한다. 따라서, 전술한 좌표들은 사진, 비디오 또는 오디오 파일로 쉽게 변환되거나 또는 내장될 수 있다. 제공된 상기 LED 광의 위치 또는 장소를 이용하여, 상기 모바일 통신 기기의 블루투스 모듈은 가까이에 있는 LED 광의 3-D 좌표들을 빠르게 스캔하고 그리고 획득할 수 있으며, 그럼으로써 상기 모바일 통신 기기 그 자체의 3-D 좌표들을 계산한다.
[표 1]
Figure pat00001

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광 (200)을 도시하는 개략적인 도면이다. 상기 LED 광 (200)은 실외 광 또는 실내 광일 수 있다. 상기 LED 광 (200)은 기판 (260), 상기 기판 (260) 상에 고정된 하나 또는 그 이상의 LED 다이들 (dies) (210), 제어 유닛 (250), 무선 통신 모듈 (240), 파워 서플라이 (230), 그리고 하우징 (220)을 포함한다. 상기 제어 유닛 (250)은 상기 기판 (260) 상에 고정되며 그리고 상기 LED 다이 (die)들 (210)에 전기적으로 연결된다. 상기 제어 유닛 (250)은 상기 LED 광 (200)의 유일 신원 코드를 저장한다. 상기 무선 통신 모듈 (240)은 상기 기판 (260) 상에 고정되며 그리고 상기 제어 유닛 (250)에 전기적으로 연결된다. 상기 무선 통신 모듈 (240)은 상기 LED 광 (200)의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 무선으로 전송하도록 구성된다. 상기 파워 서플라이 (230)는 상기 기판 (260) 상에 고정되며 그리고 상기 LED 다이들 (210), 상기 제어 유닛 (250) 및 상기 무선 통신 모듈 (240)에 전력을 공급하도록 구성된다.
다른 말로 하면, 본 발명에서 해결하려고 하는 상기 포지셔닝 기능은 현존하는 램프 (벌브 또는 튜브)를 통신 기능들을 가진 LED 광으로 변경하여 주로 수행되며, 그리고 상기 LED 광은 블루투스 4.0 및 그 이상의 버전을 갖춘 빌트-인 무선 통신 모듈을 포함한다. 모바일 통신 기기는 또한 제공되며, 이는 블루투스 4.0 그리고 그 이상의 버전을 가진 통신 기능 그리고 WIFI 통신 기능을 적어도 포함한다. 사용자는 상기 LED 광의 위도, 경도 및 고도의 좌표들 또는 무선 통신 신원 (ID) 및 수신 신호-강도 표시기 (RSSI) 값을 스캔하기 위해서 상기 모바일 통신 기기를 사용할 수 있다. 상기 무선 통신 신원은 상기 LED 광의 빌트-인 무선 통신 모듈의 유일 ID 코드이다. 상기 무선 통신 신원은 블루투스 또는 WIFI와 같은 빌트-인 무선 통신 모듈에 의해 지원되는 로컬 무선 통신 프로토콜/기능을 기반으로 한다. 상기 모바일 통신 기기는 그 데이터를 기반으로 하여 계산들을 직접 수행할 수 있다. 그 데이터는 가까이에 있는 게이트웨이로 또는 관련된 돌보는 사람들이나 모니터링 인원으로의 클라우드로 송신된다. 상기 포지셔닝 정보 및 지식은 포지셔닝 정확도를 효과적으로 증가시키기 위한 전력 전송 제어와 함께 삼각측량법을 포함하는 삼변 측량 기술에 따라서 획득되며 그리고 그 실행 순서는 아래에서 제공된다.
단계 1: 상기 모바일 통신 기기의 블루투스 마스터 노드는 스캐닝 기능 활용에 의한 블루투스 4.0의 액세스 가능한 범위 내 슬레이브 노드를 읽는다. 이 경우에, 상기 블루투스 마스터 노드의 송수신 전력은 최대의 레벨에 있으며, 그래서 스캐닝을 위해서 필요한 시간은 1/20초만큼 짧다.
단계 2: 상기 액세스 가능한 범위 내의 블루투스 마스터 노드의 가능한 위치는 적어도 하나의 3배의 광원 조합을 활용한 삼각측량 수행에 의해서 주로 확인되며, 그리고 상기 3배 광원은 조합은 포지셔닝 정확도를 증가시킬 수 있다.
천장 또는 가로등 상의 램프들 마운트는 상기 모바일 통신 기기와 함께 더 높은 위치에서의 유리함들을 가지기 때문에, 상기 슬레이브 노드와 상기 마스터 노드 사이의 시선 (line of sight (LOS)) 채널은 다중-경로 전송에 의해서 초래된 심각한 상태들을 가지지 않고 효과적으로 실행될 수 있으며, 그래서 상기 포지셔닝 정확도가 실질적으로 증가될 수 있도록 한다. 이는 이동하는 개인들이나 이동하는 물체들의 양에 따라 적절하게 조절될 수 있으며, 그리고 퍼지 추론 또는 신경 추론과 같은 방법들을 기반으로 하여 모델이 또한 구축될 수 있다. RSSI와는 다르게, 물리 (PHY (physical)) 레이어 특징, 채널 응답은 다중경로 특성들을 또한 구별할 수 있으며, 그래서 정확하고 그리고 구석구석 파고드는 실내 로컬화의 수렴을 위한 잠재성을 유지한다. 그러므로, 채널 상태 정보 (Channel State Information (CSI, WIFI 또는 지그비 또는 블루투스에서의 채널 응답을 반영함))는 미터 이하 (sub-meter) 레벨의 정확도에 도달하기 위해서 본 발명에서 상기 삼각측량 기술에 합치기 위한 하나의 대안의 방식이다. 그 외에, 관련된 기술에서, 핑거프린팅 (fingerprinting)은 물리적인 측정들을 위치들로 변환하기 위한 삼각 측량이 아닌 주류들 중 하나이다. 본 발명은 (사이트-서베이 또는 캘리브레이션으로 알려진) 지문 데이터베이스를 구축하기 위해서 관심 대상의 영역에서 블루투스 노드들에 의해서 제공된 모든 가능한 위치들의 신호 특징들을 수집함으로써 핑거프린팅을 채택할 수 있다. 로컬화 (localization)는 미지의 위치에서 측정된 지문들을 상기 데이터베이스 내 지문들과 맞추어보고 그리고 최고로-일치하는 지문에 대응하는 위치를 반환하는 단순한 프로세스이다. 이어지는 프로세스들이 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들에게는 잘 알려져 있기 때문에, 상세한 설명은 여기에서는 생략된다.
상기에서 설명된 포지셔닝 기능을 이용하여, LED 광에 대한 다양한 디밍 제어들 및 색상 변경이 상기 모바일 통신 기기와 상기 LED 광 사이의 거리에 따라서 Texas Instruments CC2540/2541과 같은 통신 모듈에 의해서 자동적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 가로등을 위한 디밍 제어들은 상기 LED 광 내에 내장된 CC2540/2541 모듈에 상기 모바일 통신 기기에 의해서 상기 RSSI 값 또는 상기 거리를 직접 쓰는 것 (writing)에 의해서 실행될 수 있다. 일반적으로, 사람의 이동 속도는 5000 미터 /3600 초 = 1.5 m/sec이며, 그리고 두 개의 인접한 가로등들 사이의 거리는 30미터이다. 따라서, 상기 LED 가로등은 프리셋 (preset) 시간 (예를 들면, 1 초)에 따라서 모바일 전화기로부터 거리 또는 RSSI 값을 수신하여 상기 디밍 제어들의 조도를 결정하도록 세팅될 수 있으며, 이는 여전히 빠르고 효과적이다. 바람직한 최소의 조도는 여전히 50 %의 조도 또는 더 낮으며, 그리고 상기 조도를 조정하기 위한 방법은 상기 조도를 밝게 또는 어둡게 만들어서 수행될 수 있을 것이라는 것에 유의해야만 한다.
상기 자동적인 디밍 제어들 및 색상 변경 외에, 본 발명의 가로등 및 실내 광은 상기 지구 포지셔닝 시스템의 랜드마크 (landmark)로서 또한 소용이 될 수 있다. 양 역할들을 포함하는 것에 대한 해결책이 아래에서 제공된다.
1. 광원을 스캔될 슬레이브 노드로 세팅한다. 여러 모바일 통신 기기들이 동시에 나타나는 경우에, 상기 모바일 통신 기기들 각각은 스캔하고 그리고 상기 광원의 좌표들, 또는 상기 무선 통신 신원 및 RSSI 값을 슬레이브 노드로서 획득한다. 그러므로, 포지셔닝 결과를 얻기 위해서 그 데이터는 클라우드 컴퓨터로 업로드될 수 있다. 상기 디밍 제어들을 수행하기 위한 방법은 상기 모바일 통신 기기가 상기 RSSI 값을 상기 가로등에 씀 (write)으로 해서 수행된다. 상기 광원은 가까이에 있는 모바일 통신 기기들로부터 시간 구간 (예를 들면, 2초) 내에 RSSI 값들을 수집하여 디밍 제어들을 수행한다. 그 디밍 제어들은 가장 높은 신호 강도를 가진 RSSI 값에 따라서 즉각 수행된다. 기본적으로, RSSI 값이 더 높아지면, 조도는 더 커진다. 어둡게 하는 디밍 제어들은 더 긴 시간 구간에 어떤 RSSI 값도 수신되지 않는 경우로, 이는 그 시간 (예를 들면, 적어도 5초) 내에 어떤 사람도 주위에 없다는 것을 표시하는 경우에 수행되어야만 한다 (예를 들면, 50% 조도로 어두워짐).
2. 광원의 블루투스 저 에너지 모듈은 상기 마스터 노드와 상기 슬레이브 노드 사이에서 상이한 시간들에서 변한다. 마스터 노드에서 동작할 때에, 상기 블루투스 저 에너지 모듈은 디밍 제어들의 기반으로서 소용이 될 근처의 모바일 통신 기기들 중 가장 가까운 하나의 모바일 통신 기기의 RSSI 값을 읽기 위해서 활용된다. 슬레이브 노드에서 동작할 때에, 상기 광원의 좌표들 또는 상기 무선 통신 신원 및 RSSI 값은 근처에 있는 모바일 통신 기기들에 의해서 스캔되며 그리고 획득된다. 따라서, 상기 포지셔닝 결과는 상기 광원의 상기 좌표들 또는 상기 무선 통신 신원 및 상기 RSSI 값을 기반으로 하여 직접 계산하거나 또는 그 데이터 (상기 광원의 상기 좌표들 또는 상기 무선 통신 신원 및 상기 RSSI 값)를 클라우드로 업로드하여 획득될 수 있다.
3. 상기 노드들 각각은 CC2540 또는 CC2541과 같은 두 개의 단일 모드 모듈로 구성된 것으로 설계되며, 그 경우에 그 단일 모듈들 중 하나는 슬레이브 노드로 세팅되며 그리고 다른 하나는 마스터 노드로 세팅된다. 대안으로, 상기 노드들 각각은 CC 2564와 같은 단 하나의 듀얼 모드 모듈로 또한 구성될 수 있으며, 이는 블루투스 + 블루투스 저 에너지 또는 ANT를 지원한다. 상기 마스터 노드는 가까이에 있는 모바일 통신 기기들로부터 RSSI 값들을 읽고 그리고 상기 RSSI 값들 중에서 가장 가까운 값을 상기 디밍 제어들의 기초로 사용하도록 구성된다. 슬레이브 노드를 위해서, 상기 광원의 좌표들 또는 무선 통신 신원 그리고 RSSI 값이 근처에 있는 상기 모바일 통신 기기들에 의해서 스캔되고 그리고 획득된다. 따라서, 포지셔징 결과는 상기 광 소스의 좌표들 또는 상기 무선 통신 신원과 상기 RSSI 값을 기반으로 하여 직접 계산함으로써 또는 그 값을 클라우드로 업로드함으로써 얻어질 수 있다.
4. 모든 가로등들은 미디어 액세스 제어 주소 (media access control addresses (MAC addresses)) 그리고 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 브로드캐스트하는 무선 통신에 대해서는 슬레이브 노드이다. 차량 그리고 사람 둘 모두는 상기 가로등의 슬레이브 노드의 상기 좌표들 및 MAC 주소 중 적어도 하나를 스캔하여 획득하기 위해서 모바일 전화기들을 휴대하며, 그래서 상기 좌표들 및 상기 MAC 주소들은 계산을 위해서 상기 클라우드로 전송될 수 있다. 모바일 전화기가 그 가로등의 슬레이브 노드의 상기 좌표들 및 RSSI 값을 직접 스캔하여 획득할 수 있는 경우에, 그 모바일 전화기의 위치는 클라우드가 계산하지 않고 삼각측량을 통해서 상기 모바일 전화기에 의해서 직접 계산될 수 있으며, 이것은 상대적으로 더 빠르다. 다른 말로 하면, 상기 모바일 전화기는 상기 모바일 전화기 내에 설치된 애플리케이션 (APP)을 이용하여, 인터넷을 위한 어떤 통신 요금도 지불하지 않으면서도 정확한 포지셔닝을 직접 획득할 수 있다. 포지셔닝 데이터가 클라우드에 의해서 모니터되는 경우에, 그 포지셔닝 데이터는 WIFI를 통해서 또는 2G/3G/4G를 통해서 클라우드로 송신될 수 있다. 그렇지 않다면, 그 포지셔닝 데이터는 상기 모바일 전화기 그 자체에 의해서 얻어질 수 있으며, 이는 프라이버시 이슈들에 있어서 유리함을 가진다. 또한, 구글-지도 (GOOGLE-MAP)의 오프라인 버전을 이용하여, 상기 모바일 전화기의 위치는 구글-지도 상에 즉시 디스플레이될 수 있다.
실외 포지셔닝 시스템에 대해서, 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS)이 이미 존재하기 때문에, 본 발명의 지구 포지셔닝 시스템 (earth positioning system (EPS)) 그리고 GPS를 포함하는 두 시스템들의 상보성 (complementation)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 50 미터의 범위 내에, 랜드마크로서 기능하는 광원들이 전혀 존재하지 않는 경우에, 그 포지셔닝은 GPS를 이용하여 주로 실행된다. 50 미터 내에 랜드마크들로서 기능하는 적어도 3개의 광원들이 존재하는 경우에, 포지셔닝은 EPS의 삼각측량을 이용하여 실행되며, 그래서 세계 좌표들을 획득하도록 한다. 실내 환경에 대해서, 포지셔닝은 EPS의 실내 광원에 의해서 주로 수행된다.
다음의 요인들은 실내 모드와 실외 모드 사이에서 시스템들을 변환할 때에 고려될 필요가 있다. 지도 시스템의 매끄러운 변환을 달성하기 위한 프로세스가 도 3에 보이며, 이 경우 모바일 통신 기기의 EPS 애플리케이션 (APP)이 활성화된다 (단계 120).
상기 모바일 통신 기기는 GPS 신호를 읽고 그리고 가로등의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 스캔하기 위해서 활용된다 (단계 121). 상기 GPS 신호가 이용 가능하지 않은 경우에, 상기 프로세스는 블루투스 광원의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 기반으로 한다. 그러나, 상기 광원이 아닌 다른 전자 기기들로부터의 다른 블루투스 신호들 또한 스캔될 수 있으며, 이는 필터링될 필요가 있다. 그 필터링을 위한 방법은 상기 블루투스 광원이 자신의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 브로드캐스트하도록 하는 것이다. 그렇게 함으로써, 블루투스 신호는 가지지만 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 가지지 않은 비-광원은 그러면 필터링될 수 있다. GPS 신호는 이용 가능하며 그리고 가로등의 위도, 경도 및 고도의 좌표들인 스캔되지 않는 경우에, 상기 프로세스는 GPS를 기반으로 한다. GPS 신호 그리고 가로등의 위도, 경도 및 고도의 좌표들 모두가 이용 가능한 경우에, 상기 프로세스는 상기 블루투스 광원의 위도, 경도 및 고도의 좌표를 여전히 기반으로 한다.
구글 지도 또는 실내 지도는 최신의 업데이트된 좌표들 또는 최신의 GPS 신호를 기반으로 하여 구글과 같은 검색 엔진을 이용함으로써 얻어진다 (단계 122). 그 지도는 상기 블루투스 광원의 신원 코드 또는 상기 광원의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 포함하며, 이는 이전에 얻어진 것이다.
실내 추적은 상기 실내 지도에서 수행되며, 반면 실외 추적은 상기 구글 지도에서 수행된다 (단계 123). 일단 상기 블루투스 광원의 신원 코드 또는 상기 광원의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 상기 지도에서 찾을 수 없으면, 단계 121 및 단계 122로 돌아간다. 상기 EPS 애플리케이션 (APP)이 더 이상 사용되지 않으면, 상기 EPS 애플리케이션을 종료하도록 진행한다 (단계 124).
도 4에서 보이는 것처럼, 전체 실외 포지셔닝 시스템은 거의 공공 지역들에 속하며, 그래서 상기 지도 시스템은 GPS 그리고 개방 랜드마크로서 기능하는 가로등들 (31)로 주로 구성된다. 반면에, 실내 광원 포지셔닝 시스템 (33)은 실내 지도 (34)를 저장하는 데이터베이스를 기반으로 한다. 상기 실내 지도 (34)는 공공 지역 (35) 및 사적인 지역 (36)을 포함한다. 상기 실내 지도 (34)의 상기 공공 지역 (35)은 정부 관계기관들, 병원들, 백화점들, 놀이터들, 다양한 상업적인 장소들 등을 포함한다. 상기 실내 지도 (34)의 상기 사적인 지역 (36)은 개인의 집들을 포함한다. 개별 가족들의 애플리케이션 (APP) EPS-홈 생성 지도는 개인의 클라우드 컴퓨터에 저장된다. 애플리케이션 (APP) EPS-실외는 공공의 질의를 위해서 사용될 수 있지만 그 데이터베이스를 임의로 변경할 수는 없다. 보안 및 프라이버시 배려들을 위해서, 상기 공공 지역 (35)은 구글 지도 또는 애플 (Apple) 지도 상 광원들의 상태를 제공할 수 있다. 상기 사적인 지역 (36)은 다른 지도 시스템과 연관된다. 예를 들면, 이 지도 시스템은 구글 지도 또는 애플 지도를 배경으로서 활용하고 그리고 가로등 랜드마크들을 그 배경 지도 상에 표시할 수 있을 것이다. 다른 말로 하면, 개인의 클라우드 데이터베이스는 표시된 데이터를 제공하며 그리고 그 표시된 데이터는 사적이며 그리고 개인적인 것이다. 그 표시된 데이터가 공공 데이터가 될 것이라면, 검증 (certification)이 필요하다. 그 검증을 완료하기 위한 프로세스는 WIKI의 자원자 관리 시스템 (volunteer management system)을 참조할 수 있으며, 여기에서는 10명의 상이한 사용자들에 의해서 제공된 검증들이 수신될 때에만 데이터가 업데이트된다.
구글 지도는 강력한 그리고 호의적인 지도 매핑 기술, 그리고 상업적인 장소들, 접촉 정보, 및 운전 내비게이션들을 포함하는 로컬의 상업적인 정보를 제공하는 구글 서비스이다. 구글 지도 자바스크립트 (Javascript)는 소비자들이 구글 지도를 자신들의 웹 페이지들에 내장시키는 것을 허용하는 무료 서비스이다. 도 5a는 구글 지도의 콘텐트이며, 그리고 도 5b는 "가로등 랜드마크들" (40) 그리고 "사용자의 위치" (41)가 표시된 구글 지도이다. 상기 사용자는 이 실시간 정보를 그 실시간 정보를 보는 것이 허용된 사람들에게 개방한 것으로 세팅할 수 있으며, 그리고 그 정보는 미래에는 질의에 대한 이력 기록 (historical record)이 또한 될 수 있다.
본 발명의 지구 포지셔닝 시스템들은 실외등 (outdoor light)들 및/또는 실내등 (indoor light)들을 포지셔닝 랜드마크들로서 사용한다. 대안으로, 냉장고들, 텔레비전들, 세탁기들, 식기 세척기들, 프린터들, 전자 레인지, 그리고 제빵기들과 같은 집안 내에 고정된 전기 가정용품들은 빌트-인 블루투스/WIFI 통신 모듈들을 편입하고 그리고 또한 상기 지구 포지셔닝 시스템들에서의 포지셔닝 랜드마크들로서 소용이 될 수 있을 것이다. 또한, 빌트-인 블루투스/WIFI 통신 모듈들이 통합된 전기 기기들 역시 상기 지구 포지셔닝 시스템들에서 포지셔닝 랜드마크들로서 소용이 될 수 있다.
상기에서의 설명을 기반으로 하여, 본 발명의 상기 지구 포지셔닝 시스템은 다음의 것들을 포함하는 위치-기반의 서비스들을 제공할 수 있다:
- 사용자의 위치를 확인한다.
- 사용자의 위치를 추적한다.
- 사용자의 위치에 관하여 그 사용자에게 알린다.
- 전술한 사용자에 관련된 사용자들의 위치들에 관하여 다른 사용자들에게 알린다.
- 사용자의 위치를 구글 지도, 애플 지도 또는 상기 실내 지도 상에 디스플레이한다.
- 사용자가 도움을 필요로 할 때에 적절한 기관들에게 알린다.
상기 모바일 통신 기기를 마스터 노드로서 사용하고 그리고 상기 고정된 광원을 슬레이브 노드로서 사용하는 것 외에, 상기 지구 포지셔닝 시스템의 포지셔닝 방법은 모바일 기기를 슬레이브 노드로서 또한 사용하고 그리고 상기 고정된 광원을 마스터 노드 또는 마스터-슬레이브 교대 노드로서 사용할 수 있으며, 그래서 상기 모바일 기기의 위치를 정할 수 있도록 한다. 그런 포지셔닝에 대한 설명은 다음과 같다.
상기 슬레이브 노드에 의해서 브로드캐스트되는 데이터는 MAC 주소, 위도 및 경도의 상기 좌표들 그리고 상기 슬레이브 노드에 통합된 센서로부터의 다른 측정된 결과를 포함한다. 상기 노드들 각각은 게이트웨이들의 좌표들을 또한 저장한다. 도 6에서 보이는 것처럼, 블루투스 LED 광들은 2차원으로 분포된 구조에 속하며, 이 경우에 각 LED 광은 언제라도 마스터 노드로 또는 슬레이브 노드로 스위치할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에서의 게이트웨이 A 또는 게이트웨이 B와 같은 게이트웨이는 슬레이브 노드 그리고 클라우드에 연결하기 위한 기기를 포함하는 장치이다.
단계 1: 상기 LED 광들 각각은 근처에 있는 모바일 기기의 슬레이브 노드를 정기적으로 스캔하고 그리고 그 슬레이브 노드가 자신의 범위 내에 진입했는지를 판별하는 블루투스 마스터 노드를 맡는다. 도 6a의 LED 광 M1과 같은 그런 슬레이브 노드가 존재하면, 다음의 단계로 진행하다.
단계 2: 상기 LED 광 M1은 도 6에서 보이는 것과 같은 가까이에 있는 슬레이브 노드들 S2, S3, S4, S5 그리고 S6을 스캔하고 식별한다. 블루투스 마스터 노드가 근처에 있는 복수의 슬레이브 노드들의 RSSI 값, 위도와 경도의 좌표들 그리고 MAC 주소를 스캔하여 얻을 때에, 상기 슬레이브 노드들로부터 상기 게이트웨이까지의 거리가 계산될 수 있다. 따라서, 그 게이트웨이까지 가장 가까운 거리를 가진 슬레이브 노드가 그래서 얻어질 수 있다.
단계 3: 도 6a에서 보이는 것과 같이, 게이트웨이 B까지 가장 가까운 거리를 가진 슬레이브 노드 S4에 연결하고, 그리고 가까운 상기 모바일 기기의 슬레이브 노드의 데이터를 상기 슬레이브 노드 S4에 쓴다 (write).
단계 4: 상기 써진 데이터를 수신한 상기 슬레이브 노드 S4는 도 6b에서 보이는 것과 같은 블루투스 마스터 노드 M4로 즉각 변환한다. 상기 모바일 기기의 슬레이브 노드의 데이터가 상기 게이트웨이 B로 전송될 때까지 단계 2가 반복된다.
상기 모바일 기기의 상기 슬레이브 노드가 하나를 넘는 LED 광에 의해서 스캔되면, 상기 LED 광들의 슬레이브 노드들은 상기 LED 광들의 마스터 노드들로 여전히 변환할 수 있으며, 그리고 근처에 있는 LED 광 노드들을 스캔할 수 있다. 그 스캐닝 이후에, 상기 데이터 쓰는 것을 받아들이는 연결 가능한 LED 광 슬레이브 노드가 존재하면, 그러면 그 데이터는 전송될 수 있다. 일단 상기 LED 광 마스터 노드가 그 데이터를 상기 선택된 LED 광 슬레이브 노드에 쓰면, 그 LED 광 마스터 노드는 LED 광 슬레이브 노드로 변환하고, 시간 구간동안 (예를 들면, 60초 동안) LED 광 슬레이브 노드의 역할로 유지한다. 따라서, 최악의 경우는 상기 각각의 LED 광 노드가 전송될 데이터를 가지며, 그리고 각 LED 광 노드들 사이의 전송 거리가, 블루투스 모듈을 갖춘 두 개의 인접한 LED 광 노드 사이에서 신뢰할 수 있는 통신 거리인 50미터인 경우이다. 이 경우에, 첫 번째 슬레이브 노드로부터 상기 게이트웨이에 가장 가까운 슬레이브 노드로의 각 슬레이브 노드는 자신의 데이터를 그 게이트웨이로 성공적으로 전송할 수 있다.
손상된 노드에 대해, 각 측에서의 게이트웨이의 위도 및 경도, 상기 손상된 노드의 위도 및 경도, 그리고 관련된 컴퓨팅 프로그램만이 새로운 노드로 써질 필요가 있기 때문에, 재설치 및 재구성은 간단하다
요약하면, EPS는 무선 통신 기능들을 갖춘 복수의 고정된 LED 광들 그리고 이동하는 슬레이브 노드를 포함한다. 상기 LED 광들 각각의 역할은 마스터 노드와 슬레이브 노드 사이에서 교대로 스위치될 수 있다. 상기 LED 광들 각각은 상기 LED 광 그 자체의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 무선으로 전송하도록 구성된다. 이동하는 슬레이브 노드는 무선 모듈 신원 코드 그리고 상기 이동하는 슬레이브 노드에 통합된 센서의 측정된 값을 포함하는 데이터를 브로드캐스트할 수 있다. 상기 LED 광들은 실내의 환경에 또는 실외 환경에 배치되며, 가까이에 있는 움직이는 노드를 스캔하여, 무선 통신 모듈 신원 코드, 상기 센서의 측정된 값, 상기 슬레이브 노드의 수신 신호-강도 표시기 (RSSI) 값 그리고 상기 LED 광들의 위도, 경도 및 고도의 좌표들로 구성된 패키지를 얻는다. 상기 LED 광들은 마스터 노드들 그리고 슬레이브 노드들 사이에서 자신들의 역할들을 교대로 스위치할 수 있으며 그리고 상기 패키지를 게이트웨이를 경유하여 클라우드로 전송하거나 또는 게이트웨이를 경유하여 상기 클라우드로부터 상기 패키지를 수신하기 위해서 멀티-홉 릴레이 메커니즘을 활용할 수 있다.
EPS의 다른 실시예로서, 상기 LED 광은 상기 모바일 기기의 슬레이브 노드를 직접 스캔할 수 있는 블루투스 4.0/WIFI의 빌트-인 듀얼 모드를 포함한다. 이는 상기 슬레이브 노드에 의해서 브로드캐스트된 데이터가 상기 무선 통신 모듈 신원 코드 그리고 다른 센서들의 측정된 결과들을 포함하기 때문이다. 스캔을 한 이후에, 상기 LED 광은 상기 무선 통신 모듈 신원 코드 그리고 다른 센서들의 상기 측정된 결과들 그리고 상기 LED 광의 위도 및 경도의 좌표들을 WIFI를 통해서 게이트웨이를 경유하여 클라우드로 송신한다. 상기 클라우드는 상기 슬레이브 노드를 동시에 스캔하는 LED 광들을 통합할 수 있고 그리고 삼각측량에 의해서 상기 슬레이브 노드의 위도, 경도 및 고도의 정확한 좌표들을 계산할 수 있으며, 그래서 포지셔닝 및 추적의 기능들을 달성한다. 추가로, 모바일 전화기의 블루투스 4.0 모듈은 기본적으로는 듀얼-모드 모듈이며, 그리고 LED 광 내에 설치된 BT4/WIFI 콤보 (Combo) 역시 듀얼-모드 모듈이기 때문에, 그것들은 서로 직접 통신할 수 있으며, 그래서 디밍 제어 및 포지셔닝 두 가지 모두가 동시에 완료될 수 있다.
[모바일 통신 기기]
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 통신 기기 (700)를 도시한 개략적인 도면이다. 본 발명의 상기 모바일 통신 기기 (700)는 블루투스 4.0 및 그 이상의 버전을 가진 통신 기능 그리고 WIFI 통신 기능 중 적어도 하나를 갖춘 기기를 나타낸다.
1. 상기 모바일 통신 기기 (700)는 어느 경우에나 착용하기 위한 손목밴드-유형 또는 안경-유형의 기기일 수 있으며, 이는 가볍고 그리고 방수의 유리함을 갖는다. 상기 모바일 통신 기기 (700)는 다음의 요소들을 수용하기 위한 하우징 (705)을 구비한다.
2. 제어 유닛으로서 기능하는 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서 (720)로서, 다른 회로 모듈들에 연결된다.
3. 신원 인식을 제공하는 블루투스 (BT) 4.0 통신 모듈 (710)로, 블루투스 4.0 기능을 가진 외부의 LED 광 또는 빌트-인 블루투스 4.0 기능을 가진 웨어러블 센서와 통신할 수 있다.
4. WIFI 통신 모듈 (740)로서, WIFI 환경에서 클라우드에 직접 그리고 무선으로 연결될 수 있으며, 그래서 상기 웨어러블 센서의 감지 값들을 클라우드로 전송하도록 한다. 상기 WIFI 통신 모듈 (740)의 전송 전력은 조절 가능하며, 그래서 과도한 전력 소비를 피할 수 있도록 한다.
5. 상기 모바일 통신 기기 (700)의 회로 요소들이 필요로 하는 전력을 공급하는 파워 서플라이 (760). 배터리를 이용하여 상기 파워 서플라이 (760)를 구현하는 것이 일반적으로 더 적절하다.
다음의 요소들은 상기 모바일 통신 기기 (700) 내에 또한 포함될 수 있을 것이다.
A. 디스플레이 (750)로서, 이는 LCD 디스플레이 또는 터치 디스플레이일 수 있다.
B. 음성 인식을 위한 입력 인터페이스 그리고 출력 인터페이스를 제공하여 클라우드 컴퓨터가 그 음성 인식을 기반으로 하는 음성 인식 (speech recognition (CSR))을 수행할 수 있도록 하며 그리고 사용자는 음성을 통해서 직접 도움을 구할 수 있도록 하는 적어도 하나의 마이크로폰 (770). 상기 모바일 통신 기기 (700)는 그 음성 인식을 기반으로 하여 도움 요청을 송신하도록 구성된다. 상기 마이크로폰 (770)은 상기 모바일 통신 기기 (700)의 사운드 레코딩 기능을 가능하게 한다.
C. 클라우드 그리고 무선 네트워크를 통해서 수신된 친구들 또는 친척들 또는 돌보는 사람들의 인간 음성을 전송하기 위한 인터페이스를 제공하는 적어도 하나의 스피커 (780)로서, 이는 워키-토키와 비슷하다. 그러나, 그 전송은 상기 클라우드 및 무선 네트워크를 주로 기반으로 하여 동작하며, 이는 시스템 오퍼레이터에게 지불할 것을 필요로 한다. 상기 스피커는 블루투스 이어폰과 같은 무선 이어폰을 통해서 인간의 음성을 또한 전송할 수 있다.
D. 빌트-인 블루투스 4.0 기능을 포함하는 환경 센서 (730)로서, 그 환경이 사람 신체에 해로운가의 여부를 판별하기 위한 정보를 수집할 수 있다.
E. 사용자의 행동들을 기록하기 위한 빌트-인 가속도계 (790)로서, 사용자의 행동 강도를 얻기 위한 빌트-인 심장박동 측정을 구비한다.
BT 4.0을 갖춘 모바일 전화기는 상기에서 언급된 것과 같은 손목밴드-유형의 모바일 통신 기기와 동일한 기능들을 또한 가질 수 있다는 것에 유의해야만 한다. 예를 들면, 상기의 모바일 전화기는 HTC 모바일 전화기 V, X와 같은 안드로이드 4.0 및 그 이상 버전을 가진 또는 iPhone 4S를 지원하는 모바일 전화기일 수 있다. 상기 기능들은 모바일 전화기를 위한 APP로서 프로그램될 수 있다. 물론, 손목밴드-유형의 모바일 통신 기기는 유틸리티 프로그램들은 물론이고 오퍼레이팅 시스템을 또한 필요로 한다. 상기 손목밴드-유형의 모바일 통신 기기는 필요한 기능들만을 제공하며, 그래서: 사진 기능은 요구되지 않으며; 커다란 스크린은 요구되지 않고; 먼 거리용의 무선 통신 기능은 요구되지 않는다 (예를 들면, GSM, GPRS, 3G, 4G 등). 상기 손목밴드-유형의 모바일 통신 기기는 방수 설계가 되며 그리고 어느 경우에나 착용될 수 있다.
상기 무선 통신 모듈은 블루투스 모듈, 블루투스 저 에너지 (Bluetooth low energy (BLE)) 소비 모듈, ANT 모듈, ANT+ 모듈 및 지그비 (Zigbee) 모듈, 그리고 상기 모듈들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 모듈이다.
블루투스 4.0, ANT, ANT+ 그리고/또는 지그비를 지원하는 전술한 저 에너지 소비 통신 모듈들 각각의 역할은 마스터 노드와 슬레이브 노드 사이에서 교대로 스위치될 수 있다; 마스터 노드가 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 계산한 이후에, 그 마스터 노드는 그 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 외부로 브로드캐스트하기 위해서 슬레이브 노드로 변환한다; 그리고 상기 저 에너지 소비 통신 모듈/WIFI COMBO 모듈은 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 얻기 위해서 상기 슬레이브 노드를 스캔하고 그리고 그 좌표들을 WIFI를 통해서 클라우드로 송신한다.
블루투스 4.0, ANT, ANT+ 그리고/또는 지그비를 지원하는 전술한 저 에너지 소비 통신 모듈들 각각의 역할은 마스터 노드와 슬레이브 노드 사이에서 교대로 스위치될 수 있다; 마스터 노드가 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 계산한 이후에, 그 마스터 노드는 그 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 외부로 브로드캐스트하기 위해서 슬레이브 노드로 변환한다; 그리고 상기 저 에너지 소비 통신 모듈/게이트웨이는 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 얻기 위해서 상기 슬레이브 노드를 스캔하고 그리고 그 좌표들을 클라우드로 직접 송신한다.
첫 번째 실시예
도 8은 상기 LED 광원들 배치를 위한 바람직한 실시예를 도시하며, 이 경우 상기 LED 광원들 각각은 빌트-인 블루투스 4.0 칩 모듈을 포함하며, 그리고 상기 광원 아래의 사람은 모바일 통신 기기를 가지고 있다. 블루투스 4.0의 통신 규격은 더 빠른 스캐닝 기능을 제공한다. 기본적으로, 마스터 노드 (40)가 슬레이브를 스캔하기 위해서 필요한 시간은 1초보다 더 짧다. 따라서, 본 발명은 사용자가 가만히 있거나 또는 이동하는 것에 무관하게 사용자의 위치를 결정할 수 있다. 이는 블루투스 2.0 또는 3.0 또는 지그비는 달성할 수 없는 기능이다. 다른 말로 하면, 본 발명은 동적인 실내 포지셔닝의 특허 기능을 제안한 것이다.
블루투스 4.0 칩 모듈의 한 실시예는 T1 CC2540/CC2541 시스템-온-칩 (system-on-a-chip)이다. 이 칩은 블루투스 4.0의 통신 기능을 포함하며, 그리고 8051 마이크로프로세서 그리고 상기 환경 센서들에 연결하기 위해서 여덟 개의 감지 신호들의 입력들에 연결할 수 있는 ADC 컨버터를 또한 포함한다. 특정의 실시예에서, 상기 모바일 통신 기기가 상기 광원의 무선 통신 신원을 읽고 있을 때에, 상기 환경 센서들의 측정된 값들이 읽혀져서 상기 클라우드로 송신될 수 있다.
도 8에 도시된 WIFI는 Wi-Fi 다이렉트 (Direct)를 나타내며, 이는 기기들이 어떤 액세스 포인트에 연결하지 않고 서로 직접 통신하도록 허용한다. 이는 기기들 사이에서의 통신이 더 간단하고 더 빠르도록 하며, 그리고 그 연결은 어느 때에나, 어느 장소에서나 또한 실행될 수 있다.
도 8의 게이트웨이 (27)는 홈 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 모바일 전화기 또는 테블릿 컴퓨터일 수 있다. 상기 기기 각각은 빌트-인 BT4.0+WIFI 조합 칩을 이미 포함하며, 그리고 자신들의 유선 또는 무선 연결 가능성으로 인해서 게이트웨이 (27)가 될 수 있으며, 그래서 상기 클라우드 (28)는 상기 계산 서비스들에 액세스하기 위해서 쉽게 연결할 수 있다.
도 8의 모바일 통신 기기들이 휴대용 또는 웨어러블 기기들을 이용함에 의해서 도시되었음에도 불구하고, 상기 모바일 통신 기기들의 일부는 또한 고정된 유형일 수 있다. 다른 말로 하면, 상기 휴대용 모바일 통신 기기는 사람들 그리고 물체들의 이동이 차단되지 않은 실내 또는 실외 장소에 고정될 수 있을 것이며, 그리고 상기 게이트웨이 및 상기 모바일 통신 기기는 WIFI를 통해서 서로 통신하고 링크할 수 있다. 이는 말하자면, 심지어 스마트 네트워킹 광원 아래에 어떤 사람도 없고 그리고 명령들을 제공하기 위해서 모바일 통신 기기를 가지고 있지 않더라도, 상기 게이트웨이의 WIFI 모듈 그리고 고정된 모바일 통신 기기의 WIFI 모듈은 인터넷 그리고 클라우드를 통해서 원격으로 서로 통신하고 그리고 연결할 수 있으며, 그러면 상기 고정된 모바일 통신 기기의 블루투스 듀얼-모드 노드는 도 8 내 블루투스 노드를 가지는 모든 기기들을 여전히 모니터하고 그리고 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 LED 광원은 디밍 제어들 또는 색상 변경이 될 수 있으며, 또는 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. 상기 LED 광원 상의 센서가 읽혀질 수 있고, 그리고 블루투스 인터페이스를 구비한 장치들은 턴 온 되거나 턴 오프 되거나 또는 모니터링될 수 있다. 로봇은 모니터링될 수 있으며 또는 명령들이 주어질 수 있다.
상기 스마트 네트워킹 광원들을 배치하기 위한 공간이 충분하게 크지 않고, 그리고 블루투스의 통신 거리가 10 내지 30 미터 사이인 경우에, 빌트-인 BT4.0+WIFI 조합 칩을 갖춘 게이트웨이는 블루투스 노드를 구비한 상기 LED 광원, 장치, 센서들 또는 로봇들을 상기 블루투스 4.0 인터페이스를 통해서 직접 모니터하고 제어할 수 있다.
추가로, 상기 LED 광원들의 인터넷 인터페이스를 활용함으로써, 손목밴드-유형의 모바일 통신 기기 또는 모바일 전화기를 휴대한 사람과 현장의 응용 장치 (슬레이브 노드) 사이의 거리를 판별하기 위해서 삼각측량이 수행될 수 있으며, 그래서 상기 게이트웨이는 상기 거리 및 상기 현장의 응용 장치의 유형에 따라서 그 장치를 턴-오프 상태, 웜 부트 상태 또는 턴-온 상태에 놓는지의 여부를 결정할 수 있다. 대안으로, 상기 사용자가 휴대한 상기 모바일 통신 기기는 상기 현장의 응용 장치를 스캐닝함으로써 가까이에 있는 상기 현장의 응용 장치의 RSSI 값 그리고 무선 통신 신원을 얻을 수 있을 것이며, 그래서 상기 게이트웨이는 상기 현장의 응용 장치의 상기 유형 그리고 상기 RSSI 값에 따라서 그 장치를 턴-오프 상태, 웜 부트 상태 또는 턴-온 상태에 놓는지의 여부를 결정할 수 있다.
상기 현장의 응용 장치는 전기 팬, 전기 히터 팬, 에어 컨디셔너, 램프, LED 광, 조명 장치, 컴퓨터 또는 텔레비전과 같은 공기 조절 시스템일 수 있다. 예를 들어 LED 광인 경우에, 상기 게이트웨이는 상기 LED 광 위치의 일출 시각 및 일몰 시각 그리고 거리 중 적어도 하나에 따라서 상기 LED 광을 턴 오프 하거나 밝게 하거나 또는 그 LED 광의 색상을 변경하는가의 여부를 결정할 수 있을 것이다. 대안으로, 상기 게이트웨이는 상기 LED 광 위치의 일출 시각 및 일몰 시각 그리고 상기 RSSI 값 중 적어도 하나에 따라서 상기 LED 광을 턴 오프 하거나 밝게 하거나 또는 그 LED 광의 색상을 변경하는가의 여부를 결정할 수 있을 것이다.
예를 들면, 도 9는 사용자 (920) 그리고 본 발명의 실시예에 따른 현장 응용 장치 (910)를 도시한다. 상기 장치가 턴-오프 상태, 웜 부팅한 상태 또는 턴-오프 상태에 있는가의 여부를 결정하는 것은 상기 사용자 (920)의 위치, 특히 상기 사용자 (920)와 상기 현장 응용 장치 (910) 사이의 거리를 기반으로 한다. 도 9에서 보이는 것처럼, 현장 응용 장치 (910)를 턴 온 하는가 또는 턴 오프 하는가의 여부는 상기 사용자 (920)와 상기 현장 응용 장치 (910) 사이의 추정된 거리 또는 RSSI 값에 따라서 결정될 수 있을 것이다. 상기 추정된 거리는 상기 현장 응용 장치 (910)의 콜드 부팅 또는 웜 부팅을 위해서 필요한 시간 그리고 상기 사용자 (920)의 걷는 속도로부터 유도될 수 있을 것이다. 상기 사용자 (920)와 상기 현장 응용 장치 (910) 사이의 거리는 다섯 개의 구역들 (903 - 907)로 나누어질 수 있을 것이다. 텔레비전들, 컴퓨터들 또는 에어 컨디셔너들과 같은 장치들은 자신의 긴 활성화 시간으로 인해서 콜드 부팅되거나 또는 웜 부팅될 수 있을 것이다.
사용자 (920)가 참조번호 903의 구역에 있을 때에, 상기 현장 응용 장치 (910)에는 턴-온 상태가 할당된다.
사용자 (920)가 참조번호 905의 구역에 있을 때에, 상기 현장 응용 장치 (910)에는 웜 부트 아이들 상태가 할당된다.
사용자 (920)가 참조번호 907의 구역에 있을 때에, 상기 현장 응용 장치 (910)에는 턴-오프 상태가 할당된다.
사용자 (920)가 참조번호 906의 구역에서 참조번호 905의 구역으로 이동할 때에, 상기 현장 응용 장치 (910)는 웜 부트 상태로 스위치된다. 상기 사용자 (920)가 참조번호 906의 구역에서 참조번호 907의 구역으로 이동할 때에, 상기 현장 응용 장치 (910)는 턴-오프 상태로 바뀐다. 상기 사용자 (920)가 참조번호 906의 구역에서 머무르면, 상기 현장 응용 장치 (910)의 상태는 변경되지 않은 채이다.
상기 사용자 (920)가 참조번호 904의 구역에서 참조번호 903의 구역으로 이동할 때에, 상기 현장 응용 장치 (910)는 턴-온 상태로 변경된다. 상기 사용자 (920)가 참조번호 904의 구역에서 참조번호 905의 구역으로 이동할 때에, 상기 현장 응용 장치 (910)는 웜 부트 상태로 스위치된다. 상기 사용자 (920)가 참조번호 904의 구역에서 머무르면, 상기 현장 응용 장치 (910)의 상태는 변경되지 않고 남는다.
예를 들어, 상기 현장 응용 장치 (910)가 LED 광이라고 가정한다. 그 LED 광은 웜 부트 상태일 필요가 없다. 상기 사용자 (920)가 가장 가까운 구역 (903)을 떠나고 그리고 상기 LED 광 (910)으로부터 멀리 이동하고 있을 때에, 그 LED 광은 턴 오프될 것이다. 사용자 (920)가 상기 가장 가까운 구역 (903)에 접근하고 그리고 상기 LED 광 (910)에 더 가깝게 이동하고 있을 때에, 상기 LED 광은 턴 온 될 수 있을 것이다. 예를 들면, 참조번호 903의 구역의 길이는 3 미터일 수 있다.
전술한 설명에서, 비록 상기 사용자가 주로 사람을 나타내지만, 실제로는, 그 사용자가 본 발명의 모바일 통신 기기를 휴대하고 있는 한, 그 사용자는 애완 동물, 짐승, 식물 (plant), 고정된 설비, 이동하는 설비, 또는 이동하는 캐리어 또는 차량을 또한 언급하는 것일 수 있다.
포지셔닝 기능: 케이스 1. 도 8을 참조한다.
도 8은 블루투스 슬레이브 노드들 (1 - 9)과 같은 복수의 블루투스 슬레이브 노드를 보여준다. 도 8은 블루투스 슬레이브 노드들 (11 - 19)처럼, 환경 센서들을 포함한 복수의 블루투스 슬레이브 노드들을 더 보여준다. 도 8은 모바일 통신 기기들 (10 및 21 - 24)과 같은 복수의 모바일 통신 기기들을 더 보여준다. 도 8은 게이트웨이들 (25 및 27) 그리고 클라우드/인터넷 (26 및 28)을 더 보여준다.
1. 모바일 통신 기기 (21)는 가까이에 있는 광원들의 블루투스 슬레이브 노드들 (예를 들면, 4, 7, 5, 8)의 RSSI 값 그리고 좌표들을 스캔한다; 또는 모바일 통신 기기 (22)는 가까이에 있는 광원들의 블루투스 슬레이브 노드들 (예를 들면, 3, 6, 11, 14)의 RSSI 값 그리고 좌표들을 스캔한다
2. 상기 모바일 통신 기기 (21)는 삼각측량법을 활용하여 네 개의 블루투스 슬레이브 노드들의 RSSI 값들 그리고 좌표들을 직접 계산하여, 상기 모바일 통신 기기 (21)의 위치를 얻는다. 유사하게, 상기 모바일 통신 기기 (22) 위치의 3-D 좌표들 역시 따라서 계산될 수 있다.
3. 상기 모바일 통신 기기 (21)는 상기 모바일 통신 기기 (21)의 위치의 3-D 좌표들을 WIFI 액세스 포인트 (AP) 또는 게이트웨이 (25)로 WIFI를 통해서 전송하며, 그리고 동일한 3-D 좌표들을 인터넷이나 클라우드 (26)로 송신한다. 상기 모바일 통신 기기 (22)는 상기 모바일 통신 기기 (22) 위치의 상기 3-D 좌표들을 WIFI 액세스 포인트 (AP) 또는 게이트웨이 (27)로 WIFI를 통해서 전송하며, 그리고 그 동일한 3-D 좌표들을 인터넷이나 클라우드 (28)로 송신한다. 다음에, 3-D 공간 지도를 참조함으로써, 상기 모바일 통신 기기 (21 또는 22)가 침실, 부엌, 분류된 공간 또는 제한된 공간과 같은 특별한 특성을 가진 공간 내에 위치하는가의 여부, 또는 관련된 위치-기반의 서비스 (location-based service (LBS))가 이용 가능한지의 여부가 판별된다.
상기 특성 또는 상기 관련된 위치-기반 서비스가 게이트웨이 (25)/클라우드 (26) 및 게이트웨이 (27)/클라우드 (28)로부터 참조번호 21의 모바일 통신 기기 그리고 참조번호 22의 모바일 통신 기기로 각각 거꾸로 송신된다. 대안으로, 상기 특성 또는 상기 관련된 위치-기반 서비스는 상기 돌보는 사람들 또는 모니터링 인원에게 참조들로서 제공될 수 있을 것이다. 더욱이, 참조번호 21의 모바일 통신 기기 그리고 참조번호 22의 모바일 통신 기기는 상기 사용자 상의 웨어러블 센서의 감지 값들 또는 가까이에 있는 LED 광원들 상의 환경 센서들의 감지 값들을 제공하도록 또한 요청받을 수 있다.
포지셔닝 기능: 케이스 2. 도 8을 참조한다.
1. 모바일 통신 기기 (23)는 가까이에 있는 광원들의 블루토스 슬레이브 노드들 (예를 들면, 6, 9, 14, 그리고 17)의 RSSI 값 그리고 좌표들을 스캔한다.
2. 상기 모바일 통신 기기 (23)는 삼각측량을 활용함으로써 상기 네 개의 블루투스 슬레이브 노드들의 RSSI 값들 그리고 좌표들을 계산하여, 상기 모바일 통신 기기 (23) 위치의 3-D 좌표들을 얻는다. 다음에, 상기 모바일 통신 기기 (23) 는 상기 모바일 통신 기기 (23)의 위치의 상기 3-D 좌표들 그리고 상기 LED 광원들 (14 및 17) 상의 환경 센서들의 감지 값들을 WIFI 액세스 포인트 (AP) 또는 게이트웨이 (27)로 WIFI를 통해서 전송하고, 그리고 그 동일한 3-D 좌표들 및 감지 값들을 인터넷 또는 클라우드 (28)로 송신한다.
3. 클라우드 내 3-D 공간 지도 사전 설정 (preset)에 따라서, 상기 클라우드는 상기 모바일 통신 기기 (23)가 침실, 부엌, 분류된 공간 또는 제한된 공간과 같은 특별한 특성을 가진 공간 내에 위치하는가의 여부를 판별한다. 상기 LED 광원들 (14 및 17)의 환경 센서들의 감지 값들에 따라서, 상기 클라우드는 그 환경에 위험한 상태가 존재하는가의 여부를 판별한다. 예를 들면, 공기 중에 너무 많은 이산화탄소가 존재할 때에, 상기 모바일 통신 기기 (23)는 "부적합한 공기 유통"을 보여주는 메시지를 디스플레이할 수 있다. 또는, 공기 중에 너무 많은 이산화탄소가 존재할 때에, 상기 모바일 통신 기기 (23)는 "위험한 공기 유통"을 보여주는 메시지를 디스플레이할 수 있으며 그리고 즉각적인 주의를 요청할 수 있을 것이다.
4. 위험한 장소에 관련된 상기 메시지들은 그러면 상기 모바일 통신 기기 (23)를 휴대한 상기 사용자에게 그 상태를 즉시 처리하라고 요청하도록 하기 위해서 상기 돌보는 사람들 그리고 모니터링 인원들에게 참조들로서 거꾸로 송신된다. 전술한 단계들은 위기가 해소될 때까지 상기 추적 및 모니터링을 계속하기 위해서 반복된다.
상기 환경 센서는 가스 센서, 공중 병원체용 센서, 온도계, 습도계, 압력계, 조도계, 유량계 및 비중계로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이다.
물론, 상기의 경우 2에서, 상기 모바일 통신 기기 (23)를 휴대한 사용자 상의 웨어러블 센서들의 감지 값들이 모니터링 및 관리를 위해서 상기 클라우드로 또한 송신될 수 있을 것이며, 그래서 모든 종류의 적절한 솔루션들이 즉시 사용자에게 거꾸로 제공될 수 있도록 한다. 웨어러블 센서는 발바닥 압력 센서, 3축 가속도계, 자이로, 디지털 나침반, 뇌파도 센서, 심전도, 경피 (transdermal) 센서, 이식 가능 센서, 산소 농도계, 혈당 측정기, 근전계 (electromyography (EMG)) 또는 혈압계일 수 있다.
상기 실시예는 도시 관리에서 더 응용될 수 있다. 예를 들면, 모바일 통신 기기들을 휴대하는 시민들을 이용하여, 도시에서의 상태들이 시 정부 및 공공 당국들에게 또한 제공될 수 있다. 물론, 상기 상태들은 상기 모바일 통신 기기들을 휴대한 경찰과 같은 공무원들에 의해서 또한 제공될 수 있을 것이다. 상기 LED 광원들에 관련된 센서들이 설치되는 한은, 그 위치에 관한 더욱 상세한 내용들 (예를 들면, 공기 품질)이 얻어질 수 있다. 상기 상태들은 구글 지도 상에 바로 디스플레이될 수 있으며, 그래서 시 정부가 상기 정보에 따라서 도시를 관리하고 개선할 수 있도록 한다.
두 번째 실시예
정확한 경로 또는 최선의 경로를 제공하기 위한 지도 정보도 또는 클라우드 또는 인터넷을 구비한 EPS도 없는 경우에, 상기 모바일 통신 기기를 휴대한 사용자가 위도, 경도 및 고도의 좌표들만을 알고서 목적지로 향하여 이동할 수 있을 것이다. 도 10에서 보이는 것처럼, 블루투스 LED 광 (85)과 같은 복수의 블루투스 광들이 이미 배치되어 있다. 목적지 위치 (83)가 실내이며 그리고 시작하는 위치 (81)는 실외인 경우에, 모바일 통신 기기를 휴대한 사용자 (80)는 지시된 방향에 따라서 또는 그 두 위치들 (81 및 83) 상의 최단 거리 (86)를 따라서 앞으로 이동할 수 있다. 모바일 통신 기기를 휴대한 상기 사용자 (80)는 (계단들 또는 막다른 골목들과 같은) 장애물에 마주칠 때에 돌아서 갈 수 있을 것이다. 그 사용자가 어디로 가더라도, 그 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 좌표들은 가까이에 있는 블루투스 LED 광들의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 수신함으로써 얻어질 수 있을 것이다. 따라서, 상기 사용자는 길을 잃지 않으면서 목적지 위치 (83)로의 올바른 방향으로 향하여 이동할 수 있으며, 그리고 그 목적지 위치 (83)에 도달하기 위한 경로는 복수의 화살표들 (84)로 보여진다. 유사하게, 다른 모바일 통신 기기를 휴대한 다른 사용자 (88)도 시작한 위치 (82)로부터 또한 이동하여 목적지 위치 (83)에 그에 따라서 도달할 수 있다.
클라우드와 인터넷으로 제공된 상기 지도 정보 및 상기 EPS가 이용 가능한 경우에, 다음의 실시예가 실현될 수 있을 것이다. 다음의 설명들을 위해서 도 8을 참조한다.
모바일 통신 기기 (24)를 휴대한 사용자는 상기 모바일 통신 기기 (24)를 이용하여 자신의 목적지가 LED 광 (7)의 위치인 것으로 세팅할 수 있을 것이며, 그러면 상기 클라우드는 상기 모바일 통신 기기 (24)가 참조번호 16 및 19의 LED 광들 사이에 위치한다고 즉시 통보받을 수 있다. 다음에, 북쪽으로 안내하는 최선의 경로가 제공된다. 사용자가 이동함에 따라, 사용자에게 추가의 명령들을 제공하는 것에 관하여 포지셔닝 및 추적이 계속해서 수행되며, 그래서 상기 사용자가 참조번호 7의 상기 LED 광의 위치에 성공적으로 도달할 수 있다는 것이 보장될 수 있도록 한다.
상기에서 설명될 것과 같은 내비게이션 기능은 미리 정해진 위치에서의 그룹 미팅과 같은 진보한 위치-기반의 서비스들을 제공할 수 있다. 먼저, 미팅 장소가 송신되어 그 그룹 미팅에 참석하려고 하는 각 사용자의 모바일 전화기에 기록된다. 다음에, 각 사용자는 합의된 미팅 시각 이전에 상기 APP를 간단하게 활성화시키며,그러면 각 사용자의 위치는 상기 모바일 전화기의 (구글 지도와 같은) 지도 상에 즉시 디스플레이된다. 마지막으로, 그 지도 상에서 보이는 명령들에 따라서, 각 사용자는 상기 그룹 미팅의 그 미리 정해진 위치로 시간 이전에 결국 이동할 수 있다.
그런 위치-기반의 서비스는 각 사용자에 대한 시간을 제어하고 추정할 수 있으며, 그래서 사용자가 늦게 출발하는 것을 방지한다. 그 미리 정해진 장소에서 잘 모르는 친구들과 미팅하게 되는 때에, 또는 사용자들 그룹이 분리된 후에 다시 그룹으로 형성할 때에, 불필요한 기다림과 근심이 또한 회피될 수 있다.
그런 위치-기반의 서비스는 주차 공간을 미리 예약하기 위한 자동차-주차 APP에도 또한 적용될 수 있을 것이며, 그래서 그 사용자가 차를 주차하기 위해서 필요한 시간을 추정할 수 있도록 한다. 상기 미리 정해진 위치 상에서의 그룹 미팅을 위한 동일한 기술들을 이용함으로써, 그 차는 주차 공간에 대한 요청을 릴리즈할 수 있으며, 그래서 상기 클라우드는 주차 지역들에 의해서 릴리즈된 주차 공간들에 따라서 매칭 프로세스를 수행할 수 있으며, 그리고 그 차가 예약된 주차 공간에 도달할 수 있도록 안내할 수 있다. 상기 매칭 프로세스의 본질적인 조건은 그 차 그리고 가장 가까운 주차 공간 사이의 거리가 미리 정해질 것을 필요로 한다는 것이다. 원칙적으로, 상기 APP는 주차 공간을 미리 예약하는 것을 도울 수 있다. 그러나, 그 매칭 시스템은, 그 차가 주행하고 있으며 그리고 그 차와 상기 주차 공간 사이의 거리가 충분히 짧아서 그 차가 미리 정해진 시간 내에 (예를 들면, 5분 내에) 상기 주차 공간에 도달할 수 있을 때에만 그 차를 안내하는 것을 시작한다.
세 번째 실시예 - 위치-기반의 서비스
도난을 방지하기 위해서, 차량 소유자는 E-태그보다 더욱 강력한 무선 통신 신원을 채택할 것 같다. 차량이 주차 공간으로부터 멀리 운행할 때에, 상기 LED 가로등의 슬레이브 노드의 가속도계의 신호가 읽혀질 수 있으며, 그리고 확인을 위해서 상기 모바일 전화기로 송신될 수 있다. 그 모바일 전화기가 그 확인을 승인하는 경우에, 클라우드는 추적을 중단한다. 그 모바일 전화기가 승인을 거부하는 경우, 클라우드는 그 차가 도난 당했다고 판별하며 그리고 그 차량의 위치를 추적하는 것을 시작한다.
그런 확인을 돕기 위해서 카메라 및 무선 통신 모듈이 큰 십자가 형상으로 배치될 수 있을 것이다. 일단 상기 카메라가 그 차량이 지나가고 있으며 그리고 그 차량은 읽혀질 무선 통신 신원을 가지고 있지 않다고 식별하면, 그러면 그 차량의 무선 통신 신원이 턴 오프되거나 또는 파괴될 수 있을 것이라고 판별된다. 상기 카메라는 그 무선 통신 신원에 대응하는 상기 차량의 색상이나 모습에 관한 어떤 불일치가 존재하는가의 여부를 검사함으로써 그 무선 통신 신원이 변경되었는가의 여부를 또한 판별할 수 있다. 어떤 문제도 발생하지 않은 경우에, 그 클라우드에서의 오퍼레이터는 그러면 문제가 무엇인가를 수동으로 판별할 수 있다. 따라서, 차량들은 덜 도난될 것이다.
네 번째 실시예 - 유적들, 박물관들, 전시회들, 도시 안내들
다양한 언어들로 된 사용자 인터페이스들을 포함하는 배낭 안내 APP가 제공되며, 그리고 WIFI 또는 클라우드를 통해서 사용자에게 랜덤한 안내 그리고 유비쿼티스한 안내를 제공할 수 있다.
상기 LED 광의 위치는 클라우드 안내를 위한 트리거 포인트로서 취해진다. 101층 빌딩, 그랜드 캐년, 또는 에펠탑과 같은 기념관들 또는 도시 인기물들에 가까이에 LED 가로등들이나 바닥 등이 존재하기 때문에, 여행자는 대응하는 APP를 활성화시킴으로써 올바른 음성 안내를 얻을 수 있다. 그 APP는 다음과 같은 기능드을 포함한다: 1. 선택할 다양한 언어들; 2. 실내 그리고 실외 포지셔닝을 위해서 제공된 지도들; (3) 선택 가능한 상세한 레벨들을 갖춘 도면들 및 텍스트들 둘 모두로 된 인기물에 대한 상세한 소개들; (4) 구매 가능한 기념품들.
박물관이나 전시장에 입장하기 전에, 다중-시야의 전시회들 또는 부스들이 미리 선택될 수 있을 것이며 그리고 그 전시회들이나 부스에 대응하는 LED 광들의 좌표들이 제공될 수 있을 것이다. 다음에, 상기 두 번째 실시예에서 상기에서 설명된 것과 같이 미리 정해진 위치 상에서의 그룹 미팅의 기술이 활용될 수 있을 것이며, 그래서 상기 다중-시야 부스들 각각에는 순서래도 또는 랜덤하게 방문할 수 있다. 상기 부스들 중 하나에 방문하는 매 번마다, 모든 부스들에 방문할 때까지 상기 지도 상의 대응하는 LED 광의 좌표들이 제거될 수 있을 것이다. 더욱이, 특정 전시회로의 상기 사용자의 방문의 시간 및 빈도 또한 기록될 수 있을 것이며, 그래서 그 전시물 또는 그것의 복제품들을 구매하는데 있어서의 그 방문자의 관심들도 얻어질 수 있을 것이다.
다섯 번째 실시예 - 지도 데이터 기록들
상기 사용자가 실내 또는 실외에 있거나에 상관없이, 본 발명의 EPS의 상기 모바일 통신 기기는 현재의 시각 그리고 상기 고정된 LED 광을 스캔하고 그리고 삼각측량 계산에 의해서 획득한 상기 고정된 LED 광의 위도, 경도 및 고도의 정확한 좌표들을 상기 모바일 통신 기기의 음성 레코딩, 사진 촬영 및 비디오 레코딩을 포함하는 기능들을 활용하여 얻어진 오디오 파일들, 사진들, 비디오들에 자동적으로 끼워 넣을 수 있다. 또한, 상기 모바일 통신 기기는 상기 LED 광을 스캔한 것으로부터 획득한 환경 센서의 감지 데이터 그리고 상기 모바일 통신 기기의 사용자 상의 웨어러블 센서의 데이터를 전술한 오디오 파일들, 사진들 및 비디오들에 또한 끼워 넣을 수 있을 것이다.
여섯 번째 실시예 - 범죄 방지
범죄 행동들은 실외 환경에서는 물론이며 실내 환경에서도 발생할 수 있을 것이며, 그래서 사용자가 범죄 사건을 보고하기 위해서 그 모바일 전화기를 사용할 때에 그 실내 환경 그리고 그 실외 환경 둘 모두를 위한 위도 및 경도의 좌표들을 제공하는 것이 매우 중요하다. 본 발명의 설계에 따른 상기 LED 광들은 위도, 경도 및 고도의 실내 좌표들을 제공할 수 있으며, 그래서, 상기 모바일 전화기를 이용하여 비상 호출 번호 911에 전화가 걸리거나, 또는 상기 모바일 전화기의 APP의 SOS 버튼이 눌려지는 경우에, 상기 모바일 전화기는 경찰 보안 네트워크에 즉시 연결될 수 있을 것이며, 그리고 상기 모바일 전화기는 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 그 경찰 보안 네트워크의 시각화된 지도에 제공할 수 있을 것이다. 따라서, 경찰은 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들의 위치에 관하여 즉시 반응할 수 있으며, 그리고 상기 위치에 경찰이 도달하기 위한 시간 역시 실질적으로 줄어들 수 있다. 한편, 근무 중의 경찰 (심지어는 평복의 경찰)이 상기 위치-기반의 서비스의 메시지들 모두를 수신할 수 있기 때문에, 도움들이 즉시 제공될 수 있다. 결과적으로, 범죄 비율을 줄이기 위한 경찰의 시야도 또한 증가될 수 있다.
상기 지구 포지셔닝 시스템은 지리적 정보 시스템 (geographic information system (GIS)) 데이터 및 자동 차량 로케이터 (automatic vehicle locator (AVL)) 시스템과 함께 경찰 작전들에서 또한 활용될 수 있다. 경찰 분야에서 사용되는 GIS는 범죄 사건들의 위치들 및 주소들을 중앙 데이터베이스에 저장할 수 있으며, 그래서 그것들은 디지털 지도 상에서 시각화될 수 있으며, 그리고 범죄 패턴들의 모델들 역시 그에 따라서 구축될 수 있으며, 그래서 범죄 활동들을 예측하도록 한다. 경찰로부터의 데이터의 좌표등록 (geocoding)은 상기 AVL 시스템의 이동 지도에 또한 포함될 수 있으며, 그래서 경찰은 사건들의 위치들 그리고 주목할 필요가 있는 사람들 (예를 들면, 성 범죄자들, 가석방자들, 강도들)의 위치에 관한 정보를 계속해서 얻을 수 있게 한다. 긴급 메시지의 시각화는 경찰에 의해서 제공된 서비스들의 품질들을 촉진할 수 있으며 그리고 가석방자들을 모니터링하거나 또는 범위 패턴들을 식별하는 것을 도울 수 있다.
더욱이, 시민이 보고하는 핫-라인 웹 사이트 역시 본 발명에 따라서 구축될 수 있을 것이며, 이 경우에 시민들은 상기 모바일 통신 기기를 이용함으로써 범위 행위들 또는 불법 행위들의 사진들을 찍을 수 있으며, 그리고 그 사진이나 비디오를 정확한 장소 및 시각과 함께 상기 웹 사이트에 송신할 수 있다. 따라서, 정부 그리고 경찰 부서가 도시를 관리하는 것을 용이하게 할 수 있도록 즉시 리포팅이 달성될 수 있으며, 그럼으로써 경찰 시야를 더욱 증가시킨다.
요약하면, 본 발명은 실내 환경 및 실외 환경 둘 모두에서의 정확한 포지셔닝을 위한 스마트 네트워킹 시스템인 지구 포지셔닝 시스템 (EPS)에 관한 것이다. 상기 EPS는 블루투스 4.0 및 그 이상 버전의 통신 기능이 제공된 LED 광들의 네트워크, 블루투스 4.0 및 그 이상의 버전의 통신 기능이 또한 제공된 모바일 통신 기기, WIFI 네트워크 및 클라우드로 구성된다. 통상적인 GPS를 능가하는 상기 EPS의 유리함들은 아래와 같이 목록화된다.
- GPS는 짙은 구름이나 높은 빌딩들, 또는 심지어는 비에 의해서 쉽게 영향을 받으며, 이는 GPS 위치는 상기 모바일 전화기에 의해서는 획득될 수 없다는 결과가 된다. EPS는 날씨 문제들 또는 짙은 구름들이나 높은 빌딩들의 차폐에 의해서 영향을 받지 않으며, 그래서 상기 모바일 전화기는 근처에 LED 광이 존재하는 한은 위치가 정해질 수 있다.
- 근처에 LED광이 존재하는 한, 상기 EPS는 상기 모바일 전화기가 실내의 어떤 층에 위치하는가에 관계없이 또는 그것이 지하에 있는가의 여부에 관계없이, 어떤 실내 모퉁이에서라도 그 모바일 전화기의 위치를 정할 수 있다. 상기 GPS는 그런 위치 결정은 할 수 없다.
- 상기 EPS의 모바일 전화기는 상기 LED 광의 좌표들을 자동적으로 스캔할 수 있다. 그 모바일 전화기는, 인터넷에 연결하지 않으면서도, 상기 좌표들을 획득하기 위해 상기 LED 광으로부터 블루투스 신호를 직접 읽을 수 있다. 결과적으로, 상기 좌표들을 기반으로 하는 포지셔닝은 네트워크 데드 존 (dead zone)들에 의해서 영향을 받지 않으면서 수행될 수 있다. 상기 모바일 전화기는 상기 LED 광원들의 디밍 제어들 또는 색상 변경을 직접 실행할 수 있다. 상기 GPS는 상기의 기능들을 할 수 없다.
- 실내 환경 및 실외 환경 둘 모두를 위한 스마트 네트워킹 시스템은, 상기 LED 광들 및 상기 환경 센서들의 조합과 함께, 상기 EPS의 상기 모바일 통신 기기를 통해서 상기 웨어러블 센서로 연결하는 상기 EPS를 이용하여 구축될 수 있다. 상기 GPS는 그런 구축을 할 수 없다.
본 발명의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서도 본 발명의 구조에 대해서 다양한 수정들 및 변형들이 만들어질 수 있다는 것은 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들에게는 명백할 것이다. 전술한 내용을 고려하면, 본 발명은 이어지는 청구항들 및 그것들의 등가물들의 범위 내에 속하는 이 발명의 수정 및 변형들을 커버하는 것으로 의도된 것이다.
본 발명은 지구 포지셔닝 시스템의 분야에서 사용될 수 있으며, 더 상세하게는 포지셔닝 기능들을 구비한 스마트 네트워킹 시스템에 관하여 사용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 무선 통신 기능들을 갖춘 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들로서, 그 포지셔닝 랜드마크들 각각은 그 포지셔닝 랜드마크의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 무선으로 전송하도록 구성되며, 상기 각 포지셔닝 랜드마크는 실외등 (light), 실내등 (indoor light) 또는 고정된 가정용품 (household appliance)인 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들;
    위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크들 중 적어도 하나의 수신 신호-강도 표시기 (received signal-strength indicator (RSSI)) 값 또는 채널 응답을 수신하도록 구성된 모바일 통신 기기를 포함하며,
    상기 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들은 실내 환경 또는 실외 환경에 배치되며, 그리고 상기 모바일 통신 기기가 사용자와 함께 이동할 때에, 상기 모바일 통신 기기는 가까운 상기 포지셔닝 랜드마크들의 채널 응답들 또는 RSSI 값들 그리고 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 계속해서 스캐닝하고 그리고 상기 모바일 통신 기기의 좌표들을 상기 모바일 통신 기기에서 직접 계산함으로써 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 획득하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 포지셔닝 랜드마크는 발광 다이오드 (light-emitting diode (LED))이며 그리고
    기판;
    상기 기판 상에 고정된 적어도 하나의 LED 다이 (die);
    상기 기판 상에 고정되어 상기 LED 다이에 전기적으로 연결되며, 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크의 경도, 위도 및 고도의 상기 좌표들을 저장하는 제어 유닛;
    상기 기판 상에 고정되며, 상기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 무선으로 전송하도록 구성된 무선 통신 모듈;
    상기 기판 상에 고정되고, 그리고 상기 LED 다이, 상기 제어 유닛 및 상기 무선 통신 모듈에 전력을 공급하도록 구성된 파워 서플라이; 그리고
    하우징을 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    클라우드 컴퓨터를 더 포함하며,
    상기 모바일 통신 기기는 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 상기 클라우드 컴퓨터로 전송하고, 그리고 상기 모바일 컴퓨터의 상기 좌표들은 상기 클라우드 컴퓨터의 지도로 통합되며, 그리고 상기 좌표들 및 상기 지도는 브라우징 및 이용을 위해서 상기 클라우드 컴퓨터에 연결된 기기들로 제공되는, 지구 포지셔닝 시스템.
  4. 무선 통신 기능들을 갖춘 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들로서, 그 포지셔닝 랜드마크들 각각은 그 포지셔닝 랜드마크의 유일 신원 코드 (unique identification code)를 무선으로 전송하도록 구성되며, 상기 각 포지셔닝 랜드마크는 실외등, 실내등 또는 고정된 가정용품인 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들;
    상기 포지셔닝 랜드마크들 중 적어도 하나의 상기 유일 신원 코드를 수신하도록 구성된 모바일 통신 기기; 및
    상기 고정된 포지셔닝 랜드마크들의 위도, 경도 및 고도의 좌표들로 표시된 적어도 하나의 지도를 저장하는 클라우드 컴퓨터;를 포함하며,
    상기 복수의 포지셔닝 랜드마크들은 실내 환경 또는 실외 환경에 배치되며, 그리고 상기 모바일 통신 기기가 자신의 캐리어 (carrier)와 함께 이동할 때에, 상기 모바일 통신 기기는 상기 유일 신원 코드들 및 가까운 상기 포지셔닝 랜드마크들의 무선 통신 모듈의 수신 신호-강도 표시기 (RSSI) 값들 또는 채널 응답들을 계속해서 스캐닝하고 획득하며, 그리고 상기 모바일 통신 기기는 상기 유일 신원 코드들 그리고 상기 RSSI 값들 또는 상기 채널 응답들을 상기 클라우드 컴퓨터로 무선으로 업로드하고, 그리고 상기 클라우드 컴퓨터는 상기 유일 신원 코드들 그리고 상기 RSSI 값들 또는 상기 채널 응답들을 기반으로 하여 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 계산하며, 그리고 상기 클라우드 컴퓨터는 그 좌표들을 브라우징 및 이용을 위해서 상기 클라우드 컴퓨터에 접속한 기기들로 제공하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 각각의 포지셔닝 랜드마크는 발광 다이오드 (light-emitting diode (LED))이며 그리고
    기판;
    상기 기판 상에 고정된 적어도 하나의 LED 다이 (die);
    상기 기판 상에 고정되어 상기 LED 다이에 전기적으로 연결되며, 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크의 상기 유일 식별 코드를 저장하는 제어 유닛;
    상기 기판 상에 고정되며, 상기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 무선으로 전송하도록 구성된 무선 통신 모듈;
    상기 기판 상에 고정되고, 그리고 상기 LED 다이, 상기 제어 유닛 및 상기 무선 통신 모듈에 전력을 공급하도록 구성된 파워 서플라이; 그리고
    하우징을 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  6. 제2항 또는 제5항에 있어서,
    상기 무선 통신 모듈은 블루투스 모듈, 블루투스 저 에너지 (Bluetooth low energy (BLE)) 모듈, WIFI 모듈, ANT 모듈, ANT+ 모듈, 및 지그비 (Zigbee) 모듈 중 적어도 하나를 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 사용자가 휴대하며 그리고 상기 모바일 통신 기기의 통신 기능은 블루투스, 블루투스 저 에너지, WIFI, ANT, ANT+, 그리고 지그비 중 적어도 하나를 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 모바일 전화기, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 손목형 (wrist-type) 모바일 통신 기기 또는 웨어러블 (wearable) 모바일 통신 기기인, 지구 포지셔닝 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 사용자는 사람, 동물, 식물 (plant), 고정된 설비, 이동 설비 또는 로보트인, 지구 포지셔닝 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 사용자 그리고 가까운 슬레이브 노드 설비 사이의 거리를 얻기 위해서 상기 모바일 통신 기기를 휴대한 상기 사용자에 대해 삼각측량이 수행되며, 그리고 상기 슬레이브 노드가 턴 오프되었는지, 웜 (warm) 부팅되었는지 또는 턴 온되었는지의 여부를 상기 거리 그리고 상기 슬레이브 노드 설비의 유형에 따라서 게이트웨이가 판별하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 사용자에 의해서 휴대된 상기 모바일 통신 기기는 가까운 슬레이브 노드 설비의 채널 응답 또는 RSSI 값 및 무선 통신 신원을 그 슬레이브 노드 설비를 스캔하여 획득하며, 그리고 상기 슬레이브 노드 설비가 턴 오프되었는지, 웜 부팅되었는지 또는 턴 온되었는지의 여부는 상기 RSSI 값 또는 상기 채널 응답 그리고 상기 슬레이브 노드 설비의 유형에 따라서 판별되는, 지구 포지셔닝 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 사용자에 의해서 휴대된 상기 모바일 통신 기기는 삼각측량에 의해서 위치가 정해지며, 그래서 상기 사용자 그리고 가까운 상기 포지셔닝 랜드마크 사이의 거리가 획득되며, 그리고
    상기 포지셔닝 랜드마크가 턴 오프되고, 밝게 되며 또는 색상-변경되는 것의 여부는 상기 거리, 상기 포지셔닝 랜드마크 위치의 일출 시각 및 일몰 시각 중 적어도 하나에 따라서 결정되는, 지구 포지셔닝 시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 사용자에 의해서 휴대된 상기 모바일 통신 기기는 가까운 상기 포지셔닝 랜드마크의 상기 채널 응답 또는 상기 RSSI 값 및 무선 통신 신원을 상기 포지셔닝 랜드마크를 스캐닝함으로써 획득하며, 그리고
    상기 포지셔닝 랜드마크가 턴 오프되고, 밝게 되며 또는 색상-변경되는 것의 여부는 상기 거리, 상기 포지셔닝 랜드마크 위치의 일출 시각 및 일몰 시각 중 적어도 하나에 따라서 결정되는, 지구 포지셔닝 시스템.
  14. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 클라우드 컴퓨터는 상기 좌표들 및 상기 지도를 내비게이션을 위해서 상기 사용자에게 또는 원격 케어 (care) 또는 모니터링을 위해서 관련된 돌보는 사람들 또는 모니터링 인원에게 거꾸로 송신하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  15. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    무선 센서 네트워크 시스템은, 상기 좌표들 및 상기 지도와 함께, 무선 통신을 통해서 상기 사용자 상의 웨어러블 센서로부터 데이터를 읽고 그리고 수집하는 상기 모바일 통신 기기로 구성되며,
    상기 사용자 상의 상기 웨어러블 센서는 블루투스 4.0 또는 그 이상의 버전 또는 WIFI의 통신 기능을 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 웨어러블 센서는 발바닥 압력 센서, 3축 가속도계, 자이로, 디지털 나침반, 뇌파도 센서, 심전도, 경피 센서, 이식 가능한 센서, 산소 농도계, 혈당 측정기, 근전계 (electromyography (EMG)) 및 혈압계 중 적어도 하나를 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  17. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    무선 센서 네트워크 시스템은, 상기 좌표들과 함께, 상기 사용자에 가까운 상기 포지셔닝 랜드마크 상에 설치된 환경 센서로부터 데이터를 읽고 그리고 수집하는 상기 모바일 통신 기기로 구성되는, 지구 포지셔닝 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 환경 센서는 가스 센서, 공중 병원체용 센서, 온도계, 습도계, 압력계, 조도계, 유량계 또는 비중계 중 적어도 하나를 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  19. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 음성 인식을 위한 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 제공하는 적어도 하나의 마이크로폰을 더 포함하며,
    상기 클라우드 컴퓨터는 상기 음성 인식을 기반으로 하여 클라우드 음성 인식을 수행하며,
    상기 모바일 통신 기기는 상기 음성 인식을 기반으로 하여 도움 요청을 송신하도록 구성되며 또는 상기 모바일 통신 기기는 사운드 레코딩 기능을 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  20. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 클라우드 및 무선 네트워크를 통해서 수신한 사람 음성을 전송하기 위한 인터페이스를 제공하는 적어도 하나의 스피커를 더 포함하며,
    상기 스피커는 무선 이어폰을 통해서 상기 사람 음성을 전송하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  21. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 각 포지셔닝 랜드마크는 마루 채광, 태양 에너지 마루 채광, 가로등, 태양 에너지 가로등 또는 집안에 고정된 전기 가전용품이며, 그리고
    상기 전기 가전용품은 냉장고, 텔레비전, 세탁기, 식기 세척기, 프린터, 전자 레인지, 제빵기, 또는 빌트-인 블루투스/WIFI 통신 모듈이 통합된 전자 기기인, 지구 포지셔닝 시스템.
  22. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 사람 또는 물체들의 이동이 차단되지 않는 실내 위치 또는 실외 위치 상에 고정되며,
    게이트웨이의 WIFI 모듈 그리고 상기 고정된 모바일 통신 기기의 WIFI 모듈은 인터넷 그리고 클라우드를 통해서 원격으로 서로 통신하고 그리고 링크하며,
    무선 노드를 구비한 모든 기기는 상기 고정된 모바일 통신 기기의 무선 듀얼-모드 (dual-mode) 노드에 의해서 모니터링되며 그리고 제어되는, 지구 포지셔닝 시스템.
  23. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 사운드 레코딩, 사진 촬영 및 비디오 레코딩을 포함하는 상기 모바일 통신 기기의 기능들을 활용하여 획득된 오디오 파일들, 사진들, 비디오들에 현재의 시각 및 내장 데이터를 자동적으로 기록하며,
    상기 내장 데이터는, 상기 고정된 포지셔닝 랜드마크들을 스캐닝한 것을 기반으로 하는 계산으로부터 획득된 위도, 경도 및 고도의 정확한 좌표들, 상기 포지셔닝 랜드마크들로부터 스캐닝되고 획득된 환경 감지 데이터, 그리고 상기 모바일 통신 기기의 사용자가 착용한 웨어러블 센서의 데이터 중 적어도 하나를 포함하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  24. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 블루투스 4.0, WIFI, ANT, ANT+, 그리고 지그비 중 적어도 하나를 지원하는 저 에너지 소비 통신 모듈을 포함하며,
    상기 저 에너지 소비 통신 모듈은 마스터 노드와 슬레이브 노드 사이에서 자신의 역할을 교대로 스위치하도록 구성되며;
    상기 마스터 노드가 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 계산한 이후에, 상기 마스터 노드는 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 외부로 브로드캐스트하기 위해서 상기 슬레이브 노드로 변환하며; 그리고
    상기 저 에너지 소비 통신 모듈 또는 WIFI 콤보 모듈은 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 그리고 고도의 상기 좌표들을 얻기 위해서 상기 슬레이브 노드를 스캔하며 그리고 그 좌표들을 WIFI를 통해서 클라우드로 송신하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  25. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 모바일 통신 기기는 블루투스 4.0, WIFI, ANT, ANT+, 그리고 지그비 중 적어도 하나를 지원하는 저 에너지 소비 통신 모듈을 포함하며,
    상기 저 에너지 소비 통신 모듈은 마스터 노드와 슬레이브 노드 사이에서 자신의 역할을 교대로 스위치하도록 구성되며;
    상기 마스터 노드가 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 계산한 이후에, 상기 마스터 노드는 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 외부로 브로드캐스트하기 위해서 상기 슬레이브 노드로 변환하며; 그리고
    상기 저 에너지 소비 통신 모듈 또는 게이트웨이는 상기 모바일 통신 기기의 위도, 경도 그리고 고도의 상기 좌표들을 얻기 위해서 상기 슬레이브 노드를 스캔하며 그리고 그 좌표들을 클라우드로 직접 송신하는, 지구 포지셔닝 시스템.
  26. 무선 통신 기능들을 갖춘 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들로서, 그 포지셔닝 랜드마크들 각각은 그 포지셔닝 랜드마크의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 무선으로 전송하도록 구성되며, 상기 각 포지셔닝 랜드마크는 실외등 (light), 실내등 또는 고정된 가정용품 (household appliance)인 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들;
    센서의 측정된 값 그리고 무선 통신 모듈 신원 코드를 포함하는 데이터를 브로드캐스트하도록 구성된 이동 슬레이브 노드를 포함하며,
    상기 복수의 포지셔닝 랜드마크들은 실내 환경 또는 실외 환경에 배치되며, 그리고 상기 무선 통신 모듈 신원 코드, 상기 센서의 상기 측정된 값, 상기 이동 슬레이브 노드의 수신 신호-강도 표시기 (RSSI) 값 또는 채널 응답 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크들의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들을 획득하기 위해서 상기 이동 슬레이브 노드가 가까이에 있을 때에 상기 이동 슬레이브 노드를 스캔하고, 그리고 상기 무선 통신 모듈 신원 코드, 상기 측정된 값, 상기 RSSI 값 또는 상기 채널 응답 및 상기 좌표들을 WIFI를 통해서 게이트웨이와 클라우드로 송신하도록 구성되며,
    상기 클라우드는, 상기 이동 슬레이브 노드를 스캔한 상기 포지셔닝 랜드마크들로부터 전송된 데이터를 동시에 통합하고, 그리고 포지셔닝 및 추적의 기능들을 달성하기 위해서 상기 슬레이브 노드의 위도, 경도 및 고도의 정확한 좌표들을 삼각 측량에 의해서 계산하도록 구성된, 지구 포지셔닝 시스템.
  27. 무선 통신 기능들을 갖춘 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들로서, 그 포지셔닝 랜드마크들 각각은 그 포지셔닝 랜드마크의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 무선으로 전송하도록 구성되며, 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크의 위도, 경도 및 고도의 좌표들을 무선으로 전송하도록 더 구성되며, 상기 각 포지셔닝 랜드마크는 실외등 (light), 실내등 또는 고정된 전기 가정용품인, 복수의 고정된 포지셔닝 랜드마크들;
    센서의 측정된 값 그리고 무선 통신 모듈 신원 코드를 포함하는 데이터를 브로드캐스트하도록 구성된 이동 슬레이브 노드를 포함하며,
    상기 복수의 포지셔닝 랜드마크들은 실내 환경 또는 실외 환경에 배치되며, 그리고 상기 무선 통신 모듈 신원 코드, 상기 센서의 상기 측정된 값, 상기 이동 슬레이브 노드의 수신 신호-강도 표시기 (RSSI) 값 또는 채널 응답 그리고 상기 포지셔닝 랜드마크들의 위도, 경도 및 고도의 상기 좌표들로 구성된 패키지를 상기 이동 슬레이브 노드로부터 획득하기 위해서 상기 이동 슬레이브 노드가 가까이에 있을 때에 상기 이동 슬레이브 노드를 스캔하도록 구성되며, 그리고
    상기 포지셔닝 랜드마크들은 상기 마스터 노드들과 슬레이브 노드들 사이에서 역할들을 교대로 스위치하고 그리고 멀티-홉 릴레이의 메커니즘을 활용하는 것을 통해서 상기 패키지를 상기 게이트웨이를 경유하여 클라우드로 전송하고 또는 상기 패키지를 상기 게이트웨이를 경유하여 상기 클라우드로부터 수신하도록 구성되며,
    상기 클라우드는, 상기 이동 슬레이브 노드를 스캔한 상기 포지셔닝 랜드마크들로부터 전송된 데이터를 동시에 통합하고, 그리고 포지셔닝 및 추적의 기능들을 달성하기 위해서 상기 슬레이브 노드의 위도, 경도 및 고도의 정확한 좌표들을 삼각 측량에 의해서 계산하도록 구성된, 지구 포지셔닝 시스템.
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