KR20150084263A - 단말 간 서비스 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단말 간 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 것으로, 단말 간 서비스 제공 시스템은, 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy) 통신에 의하여 서비스를 요청하기 위한 광고 메시지를 브로드캐스트(broadcast) 전송하는 클라이언트 단말; 및 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)하고, 하나 이상의 클라이언트 단말로부터 상기 광고 메시지를 수신 시 상기 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하고, 선택한 클라이언트 단말로 상기 서비스를 제공하는 호스트 단말을 포함하며, 상기 호스트 단말은 상기 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 상기 클라이언트 단말을 선택한다.

Description

단말 간 서비스 제공 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING INTER-DEVICE SERVICE}
본 발명은 단말 간 서비스를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 지식경제부의 자율군집을 지원하는 웰빙형 정보기기 내장 소프트웨어 플랫폼 개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다(과제관리번호 : 201227650100).
최근 들어, 스마트폰이나 스마트 시계와 같은 스마트 기기가 등장하면서, 스마트 기기에 내장된 다양한 센서를 이용해 사용자의 위치 정보를 인식할 수 있게 되었으며, 이에 기반하는 다양한 서비스를 제공할 수 있게 되었다. 종래에는 서비스를 제공하는 서버와, 서비스를 제공받으려는 클라이언트 간의 통신에 의해 서버로부터 클라이언트로 서비스가 제공되어 왔으나, 기존의 서버-클라이언트 방식 대신, 기기 간의 직접 연결에 의한 통신(M2M; Machine to Machine) 형태로 근거리 통신을 수행하는 모바일 단말을 이용하여 기기 간의 서비스를 제공하는 시스템이 제안되고 있다. 근거리 통신을 수행하는 모바일 단말을 이용하여 다양한 서비스를 제공함에 있어서 발생할 수 있는 문제점은 통신 네트워크를 설정하기 위해 다른 단말의 근접 여부를 감시하기 위하여 주변으로 전파를 지속적으로 송신하여야 하므로, 모바일 단말의 전력 소모가 크다는 것에 있다. 이는 모바일 단말의 배터리의 충전 혹은 교체 주기를 단축시켜 사용자에게 불편함을 주게 된다. 다른 문제점으로, 노인이나, 어린 아이, 장애인, 치매 환자 등과 같이, 스마트폰과 같은 전자 기기의 인터페이스 조작에 어려움을 겪는 사용자의 경우, 신속하게 서비스를 제공받기 어려울 수 있다.
본 발명은 저전력으로 단말 간에 서비스 제공할 수 있는 단말 간 서비스 제공 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 사용자가 복잡한 기기 설정이나 조작을 수행하지 않고도, 단말 간 서비스를 신속하고 간편하게 제공받을 수 있도록 하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템은, 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy) 통신에 의하여 서비스를 요청하기 위한 광고 메시지를 브로드캐스트(broadcast) 전송하는 클라이언트 단말; 및 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)하고, 하나 이상의 클라이언트 단말로부터 상기 광고 메시지를 수신 시 상기 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하고, 선택한 클라이언트 단말로 상기 서비스를 제공하는 호스트 단말을 포함하며, 상기 호스트 단말은 상기 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 상기 클라이언트 단말을 선택한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 클라이언트 단말은 주기적으로 상기 광고 메시지를 전송시마다 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환되고, 상기 광고 메시지를 전송한 직후 저전력을 위하여 슬립 모드(sleep mode)로 전환된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 클라이언트 단말은, 상기 호스트 단말로부터 상기 서비스를 제공받은 후, 웨이크업 모드에서 슬립 모드로 전환된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 호스트 단말은 상기 선택한 클라이언트 단말과 직접적인 양방향 통신을 통해 상기 서비스를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 호스트 단말은, LF(Low Frequency) 신호를 송신하는 LF 송신부를 포함하며, 상기 클라이언트 단말은, 상기 LF 신호를 수신 시 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환하여 상기 광고 메시지를 전송한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광고 메시지의 페이로드(payload)는 상기 LF 신호의 수신 전계 강도를 나타내는 LF 수신 전계 강도 필드를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 호스트 단말에 대응하는 기기에서 하나의 클라이언트 단말에 대하여만 서비스를 제공할 수 있는 경우, 상기 호스트 단말은 상기 LF 신호의 수신 전계 강도가 가장 큰 값을 갖는 광고 메시지를 전송한 하나의 클라이언트 단말을 선택하여 서비스를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 호스트 단말은, 상기 LF 신호의 전송 반경에 대응하는 서비스 범위 내에 복수 개의 클라이언트 단말이 존재하는 경우, 상기 복수 개의 클라이언트 단말에 경고 메시지를 전송하고, 상기 서비스 범위 내에 하나의 클라이언트가 존재할 때까지 주기적으로 클라이언트 단말을 탐색한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 클라이언트 단말은, 사용자 행동을 감지하는 센서를 포함하며, 상기 센서에 의해 미리 설정된 사용자 행동을 감지함에 따라, 상기 광고 메시지를 전송한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 센서는, 가속도 센서 및 지자기 센서 중의 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 호스트 단말은, 사용자 행동을 감지하는 센서를 포함하며, 상기 센서에 의해 상기 사용자 행동을 감지함에 따라, 상기 브로드캐스트 채널의 스캔을 개시한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 센서는, 홀 센서, 피에조 센서, 포토 센서, 로드셀, 열감지 센서, 각도 센서, 전류계 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광고 메시지의 페이로드(payload)는 상기 서비스에 접근하기 위한 핸들(handle) 정보를 나타내는 ID 핸들 필드(ID handle field)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광고 메시지의 페이로드(payload)는 상기 클라이언트 단말이 제공받고자 하는 서비스 정보를 나타내는 플래그 필드(flag field)를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 호스트 단말은 상기 광고 메시지에서 상기 플래그 필드의 서비스 정보를 확인하여, 제공하고자 하는 서비스에 부합하는 광고 메시지만을 수집한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 클라이언트 단말과 상기 호스트 단말은, 미리 설정된 시간 동안 주변 역할(peripheral role)과 중심 역할(central role)을 번갈아 개시하고, 주변 역할일 때 서비스 역할 결정을 위한 광고 메시지를 전송하고, 중심 역할일 때 광고 메시지를 스캔하는 단말 탐색 과정을 수행하여, 호스트 또는 클라이언트 역할의 결정을 위해 필요한 정보들을 수집한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 클라이언트 단말과 상기 호스트 단말은, 상기 단말 탐색 과정을 통해 수집한 단말들의 광고 메시지에 수록된 사용자 ID 번호 또는 배터리 잔량 정보를 기초로 하여, 서비스 호스트 또는 클라이언트 역할을 결정한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)하고, 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy) 통신에 의하여 클라이언트 단말로부터 브로드캐스트(broadcast) 전송되는 광고 메시지를 수신하는 BLE 송수신부; 및 하나 이상의 클라이언트 단말로부터 상기 광고 메시지를 수신 시 상기 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하고, 선택한 클라이언트 단말로 상기 서비스를 제공하는 서비스 제공부를 포함하며, 상기 서비스 제공부는 상기 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 상기 클라이언트 단말을 선택하는 서비스 제공 단말이 제공된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 클라이언트 단말이 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy) 통신에 의하여 서비스를 요청하기 위한 광고 메시지를 브로드캐스트(broadcast) 전송하는 단계; 호스트 단말이 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)하는 단계; 상기 호스트 단말이 하나 이상의 클라이언트 단말로부터 상기 광고 메시지를 수신 시 상기 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하는 단계; 및 상기 호스트 단말이 선택한 클라이언트 단말로 상기 서비스를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 클라이언트 단말을 선택하는 단계는, 상기 호스트 단말이 상기 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 상기 클라이언트 단말을 선택하는 단계를 포함하는 단말 간 서비스 제공 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광고 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 클라이언트 단말은, 주기적으로 상기 광고 메시지를 전송시마다 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환되고, 상기 광고 메시지를 전송한 직후 저전력을 위하여 슬립 모드(sleep mode)로 전환된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 단말 간 서비스 제공 방법은 상기 호스트 단말이 LF(Low Frequency) 신호를 송신하는 단계를 더 포함하고, 상기 광고 메시지를 전송하는 단계는, 상기 클라이언트 단말이 상기 LF 신호를 수신 시 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환하여 상기 광고 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 단말 간 서비스 제공 방법은 상기 호스트 단말이 사용자 행동을 감지하는 단계를 더 포함하며, 상기 브로드캐스트 채널을 스캔하는 단계는, 상기 호스트 단말이 상기 사용자 행동을 감지함에 따라, 상기 브로드캐스트 채널의 스캔을 개시한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 전력 소모를 최소화하여 단말 간 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자가 복잡한 기기 설정이나 조작을 수행하지 않고도, 단말 간 서비스를 신속하고 편리하게 제공받을 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템을 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템을 구성하는 클라이언트 단말의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템을 구성하는 호스트 단말의 구성도이다.
도 4는 광고 메시지의 페이로드를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 LF 신호를 이용하여 단말 간 서비스를 제공하는 것을 보여주는 도면이다.
도 7은 클라이언트 단말이 주기적으로 광고 메시지를 전송하고, 호스트 단말이 사용자 행동에 따라 스캔을 개시하는 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다.
도 8은 클라이언트 단말이 사용자 행동에 따라 광고 메시지를 전송하고, 호스트 단말이 주기적으로 스캔을 개시하는 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다.
도 9는 LF 신호에 의하여 클라이언트 단말이 광고 메시지를 전송하는 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다.
도 10은 서비스 범위 내에 존재하는 클라이언트 단말의 개수 별로 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다.
도 11은 단말 간 응용 서비스 발생 시 서비스 역할을 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템은 서비스를 요청하기 위한 광고 메시지(advertising message)를 브로드캐스트(broadcast) 전송하는 클라이언트 단말(client device); 및 클라이언트 단말로 서비스 데이터를 전송하여 서비스를 제공하는 호스트 단말(host device)을 포함한다. 클라이언트 단말은 블루투스 로우 에너지(BLE; Bluetooth Low Energy) 통신 방식에 의하여 광고 메시지를 전송한다.
호스트 단말은 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)한다. 호스트 단말은 하나 이상의 클라이언트 단말로부터 광고 메시지를 수신 시 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택한다. 미리 설정된 요구 사항은 호스트 단말과 클라이언트 단말 간의 거리 정보(예컨대, 클라이언트 단말로부터 호스트 단말로 전송되는 광고 메시지의 신호 세기나, 호스트 단말에서 클라이언트 단말로 수신되는 LF 신호의 신호 세기 등)를 포함할 수 있다. 호스트 단말은 광고 메시지의 수신 전계 강도(RSSI; Received Signal Strength Indication)를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 클라이언트 단말을 선택하여, 선택한 클라이언트 단말로 서비스를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 클라이언트 단말은 주기적으로 광고 메시지를 전송 시마다 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환되고, 광고 메시지를 전송한 직후에는 저전력을 위하여 슬립 모드(sleep mode)로 전환된다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 클라이언트 단말은 최소한의 전력 소모만으로 호스트 단말로부터 기회 기반의 서비스 데이터(service data)를 제공받을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 호스트 단말은 LF(Low Frequency) 신호를 송신하는 LF 송신부를 포함한다. 클라이언트 단말은 LF 신호를 수신 시 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환하여 광고 메시지를 전송한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 클라이언트 단말은 사용자 행동을 감지하는 센서를 포함하며, 센서에 의해 미리 설정된 사용자 행동을 감지함에 따라 광고 메시지를 전송한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 클라이언트 단말의 사용자가 복잡한 기기 설정이나 조작을 수행하지 않고도, 호스트 단말에 접근하거나 미리 설정된 행동을 취하거나 혹은 호스트 단말에 대응하는 서비스 제공 기기를 사용하는 행위만으로, 호스트 단말의 서비스를 간편하게 제공받을 수 있다. 따라서, 스마트 기기를 다루는데 익숙하지 않은 노인이나, 어린 아이, 장애인, 치매 환자 등의 사용자로 하여금 편리하게 유용한 서비스를 제공받도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 광고 메시지의 페이로드(payload)는 제공받고자 하는 서비스 정보를 나타내는 플래그 필드(flag field)와, 서비스에 접근하기 위한 핸들(handle) 값을 나타내는 ID 핸들 필드(ID handle field)를 포함한다. 호스트 단말은 플래그 필드의 서비스 정보를 확인하여, 제공하고자 하는 서비스에 부합하는 광고 메시지만을 수집한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, BLE 연결 후 서비스 탐색을 하기 위한 시간을 들이지 않고, 바로 서비스 데이터를 주고 받을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템을 보여주는 구성도이다. 도 1을 참조하면, 단말 간 서비스 제공 시스템(100)은 클라이언트 단말(110), 호스트 단말(120), 앵커 노드(130), 그리고 서버(140)를 포함한다. 클라이언트 단말(110), 호스트 단말(120), 앵커 노드(130) 및 서버(140)는 다수 개 제공될 수 있다.
클라이언트 단말(110)은 블루투스 로우 에너지 통신에 의하여, 서비스를 요청하기 위한 광고 메시지를 브로드캐스트 전송한다. 클라이언트 단말(110)에서 브로드캐스트 전송한 광고 메시지는 클라이언트 단말(110) 주변에 위치한 호스트 단말(120)에 수신된다. 클라이언트 단말(110)은 무선 통신 가능한 모바일 단말(mobile device), 이를테면, 스마트폰(smart phone), 스마트패드(smart pad), 스마트태그(smart tag), 태블릿, 아이팟(iPod), PDA(Personal Digital Assistants) 등의 모바일 단말기, 혹은 스마트 시계나 스마트 안경 등을 그 예로 들 수 있다. 클라이언트 단말(110)은 사용자 식별을 위하여 고유 식별자(ID)를 가질 수 있으며, 사용자의 행동 히스토리를 축적하는 기능을 지원하는 기기일 수 있다.
호스트 단말(120)은 무선 통신에 의하여 호스트 단말(120) 주변에 위치한 클라이언트 단말(110)에 서비스를 제공하기 위한 단말로서, 소정의 요구 사항을 만족하는 클라이언트 단말(120)과 직접적인 양방향 통신을 통해 서비스를 제공한다. 호스트 단말(120)은 도어락(door lock), 전자레인지와 같은 가전기기, 런닝머신이나 사이클머신 또는 벤치프레스와 같은 헬스 기기, 병원이나 약국 또는 가정 등에 구비되어 사용자에게 약을 지급하는 복약기, 혈압계, 혈당계, 그 밖의 의료 기기 등을 그 예로 들 수 있다. 호스트 단말(120)은 서비스를 제공하는 기기에 내장되거나, 기기의 일측 혹은 주변에 고정 설치되는 고정식 단말 형태로 제공될 수도 있고, 모바일 단말의 형태로 제공될 수도 있다.
호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)과 상호 간에 직접적으로 무선으로 양방향 통신을 수행하여 서비스를 제공할 수 있다. BLE 통신 기능을 구비한 스마트폰과 테블릿 등의 스마트 기기는 클라이언트 단말로 동작할 수도 있고, Wi-Fi나 3G를 이용하여 서비스 서버와 연결되어 어플리케이션(application)을 이용하여 다양한 서비스의 지원이 가능한 경우, 호스트 단말로 동작하는 것도 가능하다.
앵커 노드(130)는 클라이언트 단말(110)과 위치 관리 서버(140) 사이에서 게이트웨이(gateway) 역할을 담당한다. 앵커 노드(130)는 클라이언트 단말(110)에 위치 인식 서비스를 제공하거나, 멀리 떨어져 있는 단말들 간의 통신 경로를 제공할 수 있다. 앵커 노드(130)는 스마트기기(스마트폰이나 태블릿 등), 혹은 실내 천장이나 벽에 부착되어 있는 블루투스 로우 에너지 통신을 지원하는 고정형 라우터 등을 예로 들 수 있다.
앵커 노드(130)는 이의 주변에 위치한 클라이언트 단말(110)로부터 광고 메시지가 브로드캐스트 전송되는 경우, 광고 메시지가 호스트 단말(120)로 서비스 제공을 요청하는 메시지일 경우 해당 광고 메시지를 수집하지 않고, 광고 메시지가 위치 인식을 요청하는 메시지일 경우 해당 광고 메시지를 수집한다. 클라이언트 단말(110)로부터 위치 인식 서비스를 요청받은 경우, 앵커 노드(130)는 클라이언트 단말(110)로부터 수신된 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정한다.
일 예로, 앵커 노드(130)는 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널을 스캔하여, 스캔 주기 동안 클라이언트 단말(110)로부터 복수 개의 광고 메시지가 수신되는 경우, 광고 메시지들 각각에 대해 수신 전계 강도를 측정한 다음, 최대의 수신 전계 강도 값을 위치 관리 서버(140)로 전송한다. 클라이언트 단말(110)에서 브로드캐스트 전송한 광고 메시지가 클라이언트 단말(110) 주변에 위치한 복수 개의 앵커 단말(130)에 전송되는 경우, 광고 메시지를 전송받은 앵커 단말(130)들 각각이 클라이언트 단말(110)에 대응하는 수신 전계 강도를 위치 관리 서버(140)로 전송할 수 있다.
위치 관리 서버(140)는 앵커 노드(130)로부터 전송받은 수신 전계 강도에 기초하여, 클라이언트 단말(110)의 위치 정보를 산출한다. 위치 관리 서버(140)는 동일한 클라이언트 단말(110)에 대하여 서로 다른 앵커 노드(130)로부터 수신 전계 강도가 전송되는 경우, 동일한 클라이언트 단말(110)에 대응하는 수신 전계 강도를 전송한 모든 앵커 노드(130)들 중에서 최대의 수신 전계 강도를 전송한 앵커 노드(130)를 선택하여 해당 앵커 노드(130)에 대응하는 영역, 즉 해당 앵커 노드(130)가 담당하도록 할당된 구역을 클라이언트 단말(110)이 위치한 영역으로 인식할 수 있다. 이에 따라, 앵커 노드(130)들은 클라이언트 단말(110)에 대한 위치 인식의 기준점이 된다.
앵커 노드(130)의 식별자 정보는 클라이언트 단말(110)로 전송될 수 있다. 클라이언트 단말(110)은 앵커 노드(130)의 식별자 정보를 자신의 위치 정보로 인식하고, 앵커 노드(130)의 식별자를 이용하여 멀리 떨어져 있는 다른 단말과 통신을 수행할 수 있다. 클라이언트 단말(110)이 원거리에 위치한 다른 단말과 통신을 요청하는 광고 메시지를 전송한 경우, 광고 메시지는 앵커 노드(130)를 통해 위치 관리 서버(140)로 전송되고, 위치 관리 서버(140)는 다른 단말의 위치 정보를 확인하여 다른 단말에 대응하는 앵커 노드(130)로 메시지를 전송하여 통신을 수행한다. 호스트 단말(120) 역시 클라이언트 단말(110)과 동일한 방식에 의하여 위치 인식 서비스나, 원격지의 타 단말과의 통신을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템을 구성하는 클라이언트 단말의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 클라이언트 단말(110)은 사용자 입력부(111), 메모리(112), BLE 송수신부(113), LF 수신부(114), 배터리(115), 제어부(116) 및 모드 전환부(117)를 포함한다. 사용자 입력부(111)는 사용자가 각종 명령을 입력하기 위하여 제공된다. 사용자 입력부(111)는 예시적으로, 터치 패널(touch panel)이나 버튼(button) 등의 형태로 제공될 수 있다.
다른 예로, 사용자 입력부(111)는 사용자의 행동을 인지할 수 있는 각종 센서들(예컨대, 가속도 센서 혹은 지자기 센서), 터치 센서 등을 구비할 수도 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 입력부(111)를 이용하여 클라이언트 단말(110)의 전원을 켜거나 끌 수 있으며, 호스트 단말(120)로부터 서비스를 제공받기 위한 요청, 위치 인식 서비스를 시작하거나 중단하는 명령, 무선 통신을 통해 전송받은 데이터를 저장하거나 삭제하는 명령, 호스트 단말(120)로부터 제공되는 서비스를 제공받을지 여부를 선택하는 명령 등을 입력할 수 있다.
메모리(112)는 제어부(116)의 동작에 필요한 각종 프로그램과, 호스트 단말(120)로부터의 서비스를 제공받기 위해 필요한 프로그램, 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 프로그램, 무선 통신을 통해 전송받은 데이터를 비롯한 각종 데이터 등을 저장할 수 있다. BLE 송수신부(113)는 RF 안테나를 통해 블루투스 로우 에너지 통신에 따라 신호를 송수신한다. 배터리(115)는 클라이언트 단말(110)의 각 구성에 동작 전원을 공급한다. 제어부(116)는 클라이언트 단말(110)의 각 구성의 동작을 제어한다.
모드 전환부(117)는 주기적으로 제어부(116)를 웨이크업 모드(wake-up mode)와 슬립 모드(sleep mode)로 전환시킨다. 제어부(116)는 웨이크업 모드일 때, 호스트 단말(120)의 서비스를 제공받기 위한 광고 메시지를 BLE 송수신부(113)를 통해 브로드캐스트 전송하며, 광고 메시지를 전송하지 않는 동시에 서비스 데이터를 전송받지 않는 때에는 슬립 모드로 전환한다. 즉, 클라이언트 단말(110)은 주기적으로 광고 메시지를 브로드캐스트 전송하는 때와 호스트 단말(120)과 연결 후 서비스 데이터를 전송받는 때에는 웨이크업 모드로 전환되고, 광고 메시지나 서비스 데이터의 전송이 이루어지지 않는 때에는 저전력을 위하여 슬립 모드로 전환된다. 따라서, 서비스를 제공받기 위해 광고 메시지를 브로드캐스트 전송해야 하는데 따르는 클라이언트 단말(110)의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
LF 수신부(114)는 호스트 단말(120)로부터 전송되는 LF(Low Frequency) 신호를 LF 리시버 안테나를 통해 수신한다. LF 수신부(114)는 수 마이크로(um)의 매우 낮은 전원(power)에서 동작되는 LF 신호를 감지하며, 감지된 LF 신호에 상응하여 소정의 웨이크업(wake up) 신호를 발생한다. LF 신호는 10khz ~ 150khz 주파수 대역에서 전송될 수 있다. LF 수신부(114)는 LF 송신부와의 거리가 1m ~ 10m 이내일 때, LF 송신부로부터 송출된 LF 신호를 감지하도록 동작할 수 있다. LF 신호를 이용하여, LF 송신부(도 3의 도면부호 124)와 LF 수신부(114) 간의 거리를 정확히 인식할 수 있다.
호스트 단말(120)로부터 LF 신호가 수신되는 경우, LF 수신부(114)로부터 제어부(116)로 웨이크업 신호가 입력된다. 제어부(116)는 웨이크업 신호에 따라 슬립 모드에서 웨이크업 모드로 전환되고, BLE 송수신부(113)를 웨이크업 모드로 전환시킬 수 있다. 이에 따라, 클라이언트 단말(110)은 LF 신호에 응답하여, 호스트 단말(120)이 거리 정보를 기반으로 하여 제공하는 서비스를 제공받기 위해 광고 메시지를 전송할 수 있다.
클라이언트 단말(110)은 호스트 단말(120)의 서비스를 제공받기 위한 광고 메시지를 브로드캐스트 전송한 후, LF 신호가 계속하여 수신되는 경우, 웨이크업 모드를 유지하며, 호스트 단말(120)에서 제공하는 서비스를 지속적으로 제공받기 위해, 호스트 단말(120)과 연결이 완료될 때까지 반복적으로 광고 메시지를 브로드캐스트 전송할 수 있다. 클라이언트 단말(110)은 광고 메시지를 브로드캐스트 전송한 후 LF 신호가 수신되지 않으면, 저전력을 위하여 웨이크업 모드에서 다시 슬립 모드로 전환할 수 있다. 클라이언트 단말(110)은 호스트 단말(120)과 연결된 이후 연결이 유지되는 동안, 혹은 LF 신호가 지속적으로 수신되는 동안, 웨이크업 모드를 유지할 수 있다.
클라이언트 단말(110)의 광고 메시지 전송은 사용자 행위에 의하여 개시되거나, 혹은 사용자 행위의 개입 없이 일정 주기마다 개시될 수 있다. 사용자 행위에 의하여 개시되는 예로, 사용자가 클라이언트 단말(110)에 버튼 조작, 터치 등을 통해 서비스 제공을 요청하는 방식이나, 기기에 부착된 센서들을 이용하여 사용자 행동 인지를 통해 서비스 제공을 요청하는 방식을 들 수 있다.
사용자 행동 인지를 위해 클라이언트 단말(110)에 제공되는 센서는 가속도 센서나 지자기 센서 등을 그 예로 들 수 있다. 일 예로, 도어락(door lock)을 해제하거나, 전자레인지와 같은 가전기기, 런닝머신이나 사이클머신 또는 벤치프레스와 같은 헬스 기기를 동작시키거나, 복약기에서 약을 지급받거나, 혈압계나 혈당계 등의료 기기에 의한 의료 서비스를 제공받기 위하여, 사용자는 서비스 제공 기기의 주변에서 클라이언트 단말(110)을 미리 설정된 각도로 기울인 상태로, 미리 설정된 방향으로 클라이언트 단말(110)을 가속할 수 있으며, 이에 의하여 서비스 제공을 요청하기 위한 광고 메시지의 전송이 개시될 수 있다. 그 밖에, 클라이언트 단말(110)은 호스트 단말(120)이 전송하여 LF 수신부(114)를 통해 수신된 LF 신호에 응답하여, 광고 메시지의 전송을 개시하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 시스템을 구성하는 호스트 단말의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 호스트 단말(120)은 입출력부(121), 메모리(122), BLE 송수신부(123), LF 송신부(124), 전원부(125), 제어부(126) 및 서비스 제공부(127)를 포함한다. 입출력부(121)는 호스트 단말(120)의 전원을 온/오프하거나, 서비스 제공을 위해 채널 스캔을 개시하거나 중단하는 명령 등을 입력하기 위해 제공될 수 있다. 메모리(122)는 제어부(126)의 동작에 필요한 각종 프로그램과, 클라이언트 단말(110) 간의 거리 정보에 기반하여 서비스를 제공하기 위한 프로그램 등을 저장할 수 있다. BLE 송수신부(123)는 RF 안테나를 통해 블루투스 로우 에너지 통신에 따라 신호를 송수신한다. 전원부(125)는 호스트 단말(120)의 각 구성에 동작 전원을 공급한다. 제어부(126)는 호스트 단말(120)의 각 구성의 동작을 제어한다. LF 송신부(124)는 미리 설정된 주기로 LF 신호를 LF 송신 안테나를 통해 송신한다. LF 신호는 10khz ~ 150khz 주파수 대역에서 전송될 수 있다.
호스트 단말(120)은 서비스 제공을 위해 LF 송신부(124)를 통해 LF 신호를 송신하고, LF 신호에 응답하여 주변의 클라이언트 단말(110)로부터 전송되는 광고 메시지를 BLE 송수신부(123)를 통해 수신할 수 있다. 광고 메시지에는 클라이언트 단말(110)이 LF 신호를 수신한 수신 전계 강도 값이 포함될 수 있으며, 이를 통해 호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)과의 거리를 인식할 수 있다. 호스트 단말(120)은 복수 개의 클라이언트 단말(110)로부터 서비스 제공을 요청하는 광고 메시지를 수신한 경우, 가장 큰 수신 전계 강도 값을 포함하는 광고 메시지를 전송한 클라이언트 단말(110)과 연결을 수행하여 서비스를 제공할 수 있다.
서비스 제공부(127)는 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널을 스캔한다. 서비스 제공부(127)는 다수의 클라이언트 단말(110)로부터 광고 메시지를 수신 시 클라이언트 단말(110)들 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하고, 선택한 클라이언트 단말로 서비스를 제공한다. 서비스 제공부(127)는 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 클라이언트 단말을 선택할 수 있다. 만약, 클라이언트 단말(110)로부터 LF 신호의 수신 전계 강도를 포함하는 광고 메시지를 수신한 경우, LF 신호의 수신 전계 강도에 기초하여 클라이언트 단말을 선택할 수 있다.
일 실시 예에서, 혈압계, 체중계, 러닝머신 등과 같이, 호스트 단말(120)에 대응하는 기기에서 하나의 클라이언트 단말(110)에 대하여만 서비스를 제공할 수 있는 경우, 호스트 단말(120)은 LF 신호의 수신 전계 강도가 가장 큰 값을 갖는 광고 메시지를 전송한 하나의 클라이언트 단말(110)을 선택하여 서비스를 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 호스트 단말(120)은 서비스 범위 내에 복수 개의 클라이언트 단말(110)이 존재하는 경우, 복수 개의 클라이언트 단말(110)에 경고 메시지를 전송하고, 서비스 범위 내에 하나의 클라이언트가 존재할 때까지 주기적으로 클라이언트 단말을 탐색할 수 있다.
호스트 단말(120)의 채널 스캔은 사용자 행위에 의하여 개시되거나, 혹은 사용자 행위의 개입 없이 일정 주기마다 개시될 수 있다. 사용자 행위에 의하여 개시되는 예로, 사용자가 호스트 단말(120)에 버튼 조작, 터치 등을 통해 서비스 제공을 요청하는 방식이나, 기기에 부착된 센서들을 이용하여 사용자 행동 인지를 통해 서비스 제공을 요청하는 방식을 들 수 있다.
사용자 행동 인지를 위해 호스트 단말(120)에 제공되는 센서는 홀(hall) 센서, 피에조(piezo) 센서나 로드셀(loadcell) 등의 터치(touch) 센서, 포토(photo) 센서, 열감지(thermal) 센서, 각도(angular) 센서 또는 전류계 등을 그 예로 들 수 있다. 예를 들어, 냉장고나 전자렌지와 같은 가전기기, 런닝머신이나 사이클머신 또는 벤치프레스와 같은 헬스 기기, 복약기의 경우, 해당 기기의 손잡이 부분에 터치 센서를 설치하여 사용자의 사용 행위를 감지할 수 있으며, 사용자의 사용 행위 감지 시 호스트 단말(120)은 소정의 스캔 주기 동안 채널 스캔을 개시할 수 있다.
다른 예로, TV나 전자렌지의 경우, 전류계를 설치하여 기기의 사용 행위를 감지하는 것도 가능하다. 예컨대, 호스트 단말(120)이 상시 전원으로 동작시에는 전원에 흐르는 전류를 체크하고, 상시 전원이 없는 경우 배터리 태그(battery Tag)를 달아 동작시 태그(Tag)에 흐르는 전류를 체크하여 사용 행위를 감지할 수 있다. 또 다른 예로, 클라이언트 단말(110)이 LF 송신부를 구비하여 LF 신호를 송신하는 경우에 있어서는, 호스트 단말(120)이 클라이언트 단말(110)로부터 수신된 LF 신호에 응답하여, 채널 스캔을 개시하는 것도 가능하다. 호스트 단말(120)은 사용자 행위 감지 시에 LF 신호를 송신하도록 제공될 수도 있다.
예시적으로, 호스트 단말(120)은 사용자의 사용 행위를 감지하기 전에는 저전력 대기 모드(low power standby mode)로 유지되며, 이때는 주변의 클라이언트 단말(110)을 탐지하기 위한 채널 스캔을 개시하지 않을 수 있다. 만약, 사용자의 사용 행위가 감지되면, 호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)의 탐지를 위해 채널 스캔을 개시할 수 있다. 그 밖의 예로, 호스트 단말(120)은 사용자 행위 감지와 무관하게, 주기적으로 채널 스캔을 수행하거나, LF 신호를 송신하는 등의 방식으로 동작하는 것도 가능하다.
도 4는 광고 메시지의 페이로드를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 광고 메시지의 페이로드(payload)는 Flag 필드, ID 필드, LF RSSI필드, BLE profile ID Handle 필드를 포함한다. 클라이언트 단말(110)이 광고 메시지를 통해 요청하는 서비스의 대상과 목적은 다양할 수 있다. 플래그 필드(flag field)는 클라이언트 단말(110)의 광고 대상이나 목적 등을 구분하기 위하여 제공되는 필드, 즉 클라이언트 단말(110)이 제공받고자 하는 서비스 정보를 나타내는 필드이다. 예를 들어, 클라이언트 단말(110)이 위치 관리 서버(140)로 위치 인식 서비스의 제공을 요청하는 광고 메시지, 이웃하지 않는 다른 단말과 통신하기 위한 광고 메시지, 호스트 단말(120)에 거리 기반의 서비스를 제공할 때 광고하는 광고 메시지는 프로토콜 관점에서 보면 유사한 형태의 광고 메시지이다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 클라이언트 단말(110)에서 사용자에 의하여 의도된 바에 따른 서비스를 제공받도록 광고 메시지의 Flag 필드의 값을 다르게 설정함으로써, 메시지를 받는 게이트웨이, 즉 앵커 노드(130)와, 호스트 단말(120) 등이 광고 메시지의 Flag 필드를 참고하여 클라이언트 단말(110)의 광고 목적을 파악함으로써, 클라이언트 단말(110)이 원하는 서비스 과정을 신속하게 진행할 수 있다.
예시적으로, 클라이언트 단말(110)이 주기적으로 Flag 필드에 아무것도 활성화되지 않은 광고 메시지를 브로드캐스트 전송한 경우, 앵커 노드(130)는 Flag 필드를 확인하여, 위치 인식 서비스를 요청하는 광고 메시지인 것을 인식할 수 있다. 이와 달리, 다른 단말과 양방향 통신을 요청하기 위한 광고 메시지의 경우, 페이로드의 Flag 필드에 양방향 메시지 전송과 관련된 비트(bit)가 활성화된다. 이때, 페이로드의 앵커 노드 BLE MAC 주소(Anchor Node BLE Mac addr) 필드 값은 통신을 요청한 클라이언트 단말이 속한 앵커 노드의 BLE MAC 주소로 변경될 수 있다.
이런 방식을 사용하는 이유는 브로드캐스트 채널 스캔을 수행하는 중심 역할(central role)로 동작하는 장치만이 단말 간의 연결을 요구할 수 있고, 주변 역할(peripheral role)로 동작하는 장치가 연결을 요구할 수 없는 프로토콜 상의 요구 사항을 반영하기 위해서이다. 호스트 단말(120)이나 앵커 노드(130)는 플래그 필드의 서비스 정보를 확인하여, 제공하고자 하는 서비스에 부합하는 광고 메시지만을 수집할 수 있다. 예컨대, 호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)로부터 전송된 광고 메시지가 위치 인식 서비스를 요청하는 메시지인 경우, 해당 광고 메시지를 무시할 수 있다.
ID 필드, 즉 식별자 필드(identification field)는 클라이언트 단말(110)이 가지고 있는 자신의 고유한 ID를 나타내는 필드이다. LF 수신 전계 강도 필드(LF RSSI 필드)는 호스트 단말(120)이 발생한 LF 신호를 클라이언트 단말(110)이 이를 수신한 경우, 이 신호에 대한 신호 세기(수신 전계 강도)를 측정하여 나타낼 때 사용한다. 호스트 단말(120)은 LF RSSI 필드를 이용하여 클라이언트 단말(110)과의 거리를 참고할 수 있으며, 이를 토대로 거리를 기반으로 한 기회 기반 서비스를 제공할 수 있다.
ID 핸들 필드(ID handle field), 즉 BLE profile ID Handle 필드는 클라이언트 단말(110)에 정의된 프로파일 서비스에 대응되는 handle 값을 나타내는 필드이다. 특정 프로파일의 서비스를 사용하기 위해서는 해당 서비스의 handle 값을 알아야 하는데, 동일한 프로파일의 서비스라 하더라도 기기마다 handle 값은 다를 수 있다. 종래의 경우, 단말 간의 연결 이후, 서비스 탐색을 통해 상대 단말 기기에 사용 가능한 서비스와 handle 값을 알아내는 방식을 이용하기 때문에, 서비스 탐색과 데이터 전송 시간이 지연된다. BLE profile ID Handle 필드를 사용하면, 서비스 탐색 없이 서비스에 접근할 수 있는 핸들(handle)을 바로 알 수 있기 때문에, 서비스 탐색 시간을 줄이고, 더 빠르게 데이터를 주고받을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 간 서비스 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 실시 예에서, 호스트 단말(120)과 클라이언트 단말(110) 모두 사용자의 행동을 통해 서비스를 시작한다. 사용자가 클라이언트 단말(110)의 버튼을 누르거나, 디스플레이 화면을 터치하거나, 혹은 클라이언트 단말(110)을 미리 설정된 각도와 방향으로 기울이거나 가속하는 것과 같은 사용자의 행위에 따라(단계 S11, S15), 클라이언트 단말(110)은 설정된 시간 동안 광고 메시지를 광고한다(단계 S14, S16 내지 S19, S21, S23, S26). 광고 메시지의 Flag 필드에는 기회 기반 서비스 요청을 나타내는 플래그 비트가 활성화된다. 도 5에 도시된 실시 예의 경우, 2개의 클라이언트 단말(110)이 호스트 단말(120)의 서비스를 요청하기 위해 광고 메시지를 전송한다.
호스트 단말(120)은 사용자가 호스트 단말(120)의 버튼을 누르거나, 가전기기, 헬스 기기, 복약기, 의료 기기 등의 사용 행위를 감지하는 것에 의하여(단계 S12), 미리 설정된 시간 동안 스캔(scan)을 개시한다(단계 S13). 호스트 단말(120)은 일정 시간 동안 스캔을 하여 클라이언트 단말(110)들로부터 수신한 광고 메시지들 중에서 신호 세기(수신 전계 강도)가 가장 큰 메시지를 전송한 클라이언트 단말(110)을 선택하고(단계 S20), 선택한 클라이언트 단말(110)이 설정된 요구 사항을 충족하는 경우, 해당 클라이언트 단말(110)에 연결을 요청한다(단계 S22).
호스트 단말(120)이나 클라이언트 단말(110) 중 하나라도 서비스를 제공하기 위해 설정된 요구 사항을 충족시키지 못할 경우, 클라이언트 단말(110)은 미리 설정된 시간 동안 광고 메시지를 광고하다가, 설정 시간이 지나게 되면 서비스 요청을 종료하고(단계 S27), 서비스를 요청하기 전의 상태로 돌아간다. 호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)과 연결하고(단계 S24), 서비스 데이터를 클라이언트 단말(110)에 제공한다(단계 S25). 모든 서비스가 제공되고 서비스가 종료되면(단계 S29), 호스트 단말(120)과 클라이언트 단말(110) 모두 서비스를 종료한다(단계 S29, S30).
호스트 단말(120)은 주기적으로 혹은 사용자 행위를 감지 시 LF 신호를 송신하여 주변의 클라이언트 단말(110)을 웨이크-업하고, 클라이언트 단말(110)과의 거리를 정확히 인식할 수 있다. 도 6은 LF 신호를 이용하여 단말 간 서비스를 제공하는 것을 보여주는 도면이다. 도 6의 (a)는 RF 신호만을 이용한 기회 기반 서비스 제공 범위를 나타내고, 도 6의 (b)는 LF 신호를 이용한 기회 기반 서비스 제공 범위를 나타낸다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, LF 신호에 의한 서비스 제공 범위는 RF 신호에 의한 서비스 제공 범위보다 좁으므로, LF 신호에 의하여 호스트 단말(120)이 지원하는 기회 기반 서비스의 제공 범위를 한정할 수 있다. 또한, LF 신호 세기가 RF 신호 세기에 비해 상대적으로 거리에 대한 정확도가 높기 때문에, RF 신호만으로 클라이언트 단말(110)을 선택하는 것에 비하여 신뢰성이 향상된다. 또한, LF 신호는 클라이언트 단말(110)의 제어부(MCU)를 슬립(sleep) 상태에서 활성(active) 상태로 활성화하는데 이용될 수 있으므로, 클라이언트 단말(110)의 전력 소모를 최소화하여 클라이언트 단말(110)에 서비스를 제공할 수 있다.
도 7은 클라이언트 단말이 주기적으로 광고 메시지를 전송하고, 호스트 단말이 사용자 행동에 따라 스캔을 개시하는 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 클라이언트 단말(110)은 평소에도 주기적으로 서비스를 제공받기 위한 광고 메시지를 광고하며(단계 S31 내지 S34, S36, S38 내지 S40, S42, S43, S46, S47), 호스트 단말(120)은 사용자의 행동에 의하여 서비스를 시작한다(단계 S35). 호스트 단말(120)에서 서비스를 시작하면 일정 시간 동안 스캔을 수행하고(단계 S37), 스캔 주기 동안 수신한 광고 메시지들 중에서 신호 세기가 가장 큰 클라이언트 단말(110)의 광고 메시지를 선택하며, 해당 클라이언트 단말(110)이 서비스가 이루어지기 위한 요구 사항을 충족하고 있는지를 확인한다(단계 S41). 만약, 스캔 이후 선택된 클라이언트 단말(110)이 서비스가 이루어지기 위한 요구 사항을 충족시키지 않은 경우, 호스트 단말(120)은 서비스를 제공하지 않고, 바로 서비스를 종료시킨다(단계 S44). 만약, 클라이언트 단말(110)이 요구 사항을 충족한 경우 호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)과 연결을 수행하고(단계 S45, S48), 연결이 완료되면 서비스 데이터를 클라이언트 단말(110)에게 전송한다(단계 S49). 데이터 송수신이 끝나면, 호스트 단말(120)은 연결을 종료하고 서비스를 종료한다(단계 S50, S51).
도 8은 클라이언트 단말이 사용자 행동에 따라 광고 메시지를 전송하고, 호스트 단말이 주기적으로 스캔을 개시하는 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다. 도 8의 실시 예에서, 호스트 단말(120)은 사용자가 어떠한 행동을 취하지 않아도 주기적으로 클라이언트 단말(110)의 광고 메시지를 수집하며(단계 S111, S113, S114), 스캔 결과를 종합하여 클라이언트 단말(110)을 선택한다(단계 S112, S118, S125). 클라이언트 단말(110)은 서비스를 제공받기 위해 사용자 행위에 의하여 광고 메시지를 전송한다(단계 S115 내지 S117, S119, S120, S122, S123, S126, S128).
만약, 클라이언트 단말(110)로부터 광고 메시지가 수신되지 않거나, 클라이언트 단말(110)이 서비스가 이루어지기 위한 요구 사항을 충족시키지 못하는 경우, 호스트 단말(120)은 서비스를 종료시키며(단계 S121), 선택받지 못한 클라이언트 단말(110)은 미리 설정된 일정 시간이 경과하면, 서비스 요청을 위한 광고 메시지 광고를 중단한다(단계 S124).
호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)로부터 복수 개의 광고 메시지가 수신되는 경우, 가장 큰 신호 세기에 기초하여 클라이언트 단말(110)과의 거리를 판단할 수 있다. 호스트 단말(120)은 복수 개의 클라이언트 단말(110)로부터 광고 메시지를 받는 경우, 신호 세기를 비교하여 가장 큰 클라이언트 단말(110)을 선택하거나, 동시에 서비스를 제공하는 것이 가능한 개수만큼 클라이언트 단말(110)을 선택할 수 있다(단계 S118). 선택한 클라이언트 단말(110)이 서비스가 이루어지기 위한 요구 사항을 충족한 경우, 호스트 단말(120)은 클라이언트 단말(110)을 선택하여 연결하고(단계 S129), 서비스 데이터를 전송한다(단계 S130). 모든 데이터 송수신이 끝난 후, 호스트 단말(120)은 연결을 종료하며(단계 S131), 클라이언트 단말(110) 역시 서비스를 종료한다(단계 S132).
도 9는 LF 신호에 의하여 클라이언트 단말이 광고 메시지를 전송하는 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다. 도 9에 도시된 실시 예에서, 호스트 단말(120)과 클라이언트 단말(110) 모두 사용자가 서비스를 사용하고자 하는 의지와 관계없이 주기적으로 호스트 단말(120)은 스캔을 하고, 클라이언트 단말(110)은 광고 메시지를 전송한다. 호스트 단말(120)은 서비스 개시와 함께, LF 신호를 전송한다(단계 S141 내지 S144). 클라이언트 단말(110)은 LF 웨이크업 신호에 따라 웨이크업되고, 광고 메시지를 전송한다(단계 S145, S146, S148, S149). 호스트 단말(120)이 스캔을 수행하는 동안(단계 S147), 클라이언트 단말(110)의 광고 메시지를 받으면(단계 S150, S151), 가장 큰 신호 세기를 갖는 광고 메시지를 전송한 클라이언트 단말(110)을 선택하고, 선택한 클라이언트 단말(110)이 서비스가 이루어지기 위한 요구 사항을 충족할 경우 연결을 수행한다(단계 S152, S153, S156). 서비스가 이루어지기 위한 요구 사항을 충족시키지 못하는 클라이언트 단말(110)은 타임아웃에 의하여 서비스가 종료된다(단계 S157). 선택된 클라이언트 단말(110)은 유저 ID를 전송한다(단계 S158). 호스트 단말(120)은 선택한 클라이언트 단말(110)로 서비스 메시지를 전송한 후(단계 S159), 연결을 종료한다(단계 S161). 서비스 이벤트가 끝나면, 서비스가 종료된다(단계 S160, S162).
도 10은 서비스 범위 내에 존재하는 클라이언트 단말의 개수 별로 단말 간 서비스 제공 방법을 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 호스트 단말(120)은 서비스 개시와 함께 LF 웨이크업 신호를 클라이언트 단말(110)들로 전송한 후(단계 S171 내지 S174), 스캔을 개시한다(단계 S177). 클라이언트 단말(110)은 LF 웨이크업 신호에 따라 웨이크업되고, 광고 메시지를 전송한다(단계 S175, S176, S178 내지 S181). 호스트 단말(120)이 하나의 클라이언트 단말(110)에 대해서만 서비스 제공이 가능한 경우, 2개 이상의 클라이언트 단말(110)로부터 광고 메시지를 수신하면, 호스트 단말(120)은 서비스를 종료한 후(단계 S182, S183), 서비스 데이터 이벤트를 개시하고(단계 S184), 다시 LF 웨이크업 신호를 전송한다(단계 S185 내지 S187). 클라이언트 단말(110)은 LF 웨이크업 신호에 따라 웨이크업되어 광고 메시지를 전송한다(단계 S188, S189, S191, S192). 호스트 단말(120)은 스캔을 개시하며(단계 S190), BLE 연결을 수행한다(단계 S195, S197, S199). 서비스 범위 내에 복수 개의 클라이언트 단말(110)이 존재하는 경우, 경고 메시지를 클라이언트 단말(110)로 보내고(단계 S200, S201), 연결을 종료한다(단계 S203). 이에 따라 클라이언트 단말(110) 역시 서비스를 종료한다(단계 S204, S205).
호스트 단말(120)은 서비스 범위 내에 하나의 클라이언트 단말(110)이 존재할 때까지, LF 웨이크업 신호를 반복하여 전송하고(단계 S206, S207), 스캔을 개시한다(단계 S210). 서비스 범위 내의 하나의 클라이언트 단말(110)이 웨이크업되어 광고 메시지를 전송하면(단계 S209, S211, S212), 호스트 단말(120)은 BLE 연결을 수행한다(단계 S213, S215). 도어락 서비스와 같이, 인증된 사용자만 서비스를 제공해야 하는 경우, 사용자 인증을 위해 클라이언트 단말(110)이 갖는 사용자 ID가 서비스 요구 사항에 추가될 수 있다. 이에 따라, 클라이언트 단말(110)은 호스트 단말(120)로 ID 등의 정보를 제공하며(단계 S216), 호스트 단말(120)은 ID를 확인하여 해당 클라이언트 단말(110)로 데이터를 전송한 후(단계 S217), 연결을 종료하며(단계 S218), 이에 따라 모든 서비스는 종료된다(단계 S219, S220). 호스트 단말(120)은 서비스 데이터를 클라이언트 단말(110)에 제공할 때, 한 번 더 스캔을 수행하여 두 번의 스캔 동안 탐색된 단말들을 클라이언트 대상으로 분류하는 것도 가능하며, 이에 의하여 서비스를 제공받고자 하는 클라이언트 단말의 선택에 대한 정확도를 높일 수 있다.
예를 들어, 사용자가 런닝머신 주변에 접근할 때, 런닝머신에 상응하는 호스트 단말(120)과 사용자의 개인 단말인 클라이언트 단말(110) 간의 서비스 제공을 위한 일련의 프로세스에 따라, 클라이언트 단말(110)로 서비스 데이터가 전송된다. 즉, 사용자는 클라이언트 단말(110)을 통해 런닝머신의 사용 일시, 운동 시간, 과거의 운동 내력 등의 데이터를 확인할 수 있다. 클라이언트 단말(110)의 사용자 ID가 호스트 단말(120)에 제공되면, 호스트 단말(120)은 해당 사용자에 대응하여 설정된 운동 강도에 따라 런닝머신의 속도를 자동으로 설정할 수 있으며, 이에 따라 사용자는 런닝머신에 대하여 어떠한 설정을 하지 않고도 신속하고 간편하게 운동을 시작할 수 있다. 더불어, 호스트 단말(120)에서 제공하는 서비스 내용에 따라, 사용자에게 추천할 다른 운동 종목과, 적정 운동 시간 등의 정보를 제시하는 것도 가능하다.
다른 예로, 복약기의 호스트 단말(120)에 사용자별 복약 정보, 즉 복약 시간과 지급할 약의 정보 등을 입력해둔 경우, 사용자가 복약 시간에 복약기 주변에 접근할 때, 호스트 단말(120)이 클라이언트 단말(110)로부터 수신한 사용자 ID를 확인하여, 사용자 ID에 따라 복약기에서 복약 정보에 해당하는 약을 자동으로 지급하도록 할 수 있으며, 사용자나 그 보호자는 호스트 단말(120)로부터 클라이언트 단말(110)로 제공되는 복약 데이터로부터 환자의 복약 내역을 관리할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자의 기기에 대한 설정이나 조작을 최소화하면서, 해당 기기에서 지원하는 서비스를 편리하게 제공할 수 있다.
단말 간 응용 서비스의 경우, 가전기기나 헬스기기 등에 부착된 서비스 호스트 단말과 사용자가 착용하는 웨어러블(wearable) 클라이언트 단말 간에 서비스가 제공되는 경우 외에, 경우에 따라 웨어러블 단말들 사이에 응용 서비스가 이루어지는 경우도 존재할 수 있다. 대표적인 예로 BLE 통신이 가능한 시계를 착용한 두 사용자가 악수를 할 때, 시계들이 사용자의 악수하는 행동을 인지하여 사용자의 어떠한 설정 과정 없이도 서로의 명함을 교환하는 경우를 들 수 있다. 이러한 경우, BLE 프로토콜 특성상 단말 간의 연결을 위하여, 서비스 호스트-클라이언트 역할을 구분할 필요가 있다. 즉, 웨어러블 단말의 경우 통상적으로 클라이언트 단말로 동작하므로, 단말 간 직접 통신을 통하여 서비스 데이터를 전달하는 과정을 수행하기 이전에, 서비스 역할을 정하는 단계를 더 필요로 한다.
도 11은 단말 간 응용 서비스 발생 시 서비스 역할을 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 예를 들어, 제1 단말의 사용자와 제2 단말의 사용자가 악수를 할 때, 제1 단말과 제2 단말은 가속도 센서나 지자기 센서의 측정값을 분석하여 사용자의 악수 행동을 감지할 수 있으며, 이에 따라 제1 단말과 제2 단말은 서비스 활성화되어, 서비스 개시를 위한 프로세스를 시작할 수 있다(단계 S61, S62). 제1 단말과 제2 단말이 모두 착용형(wearable) 단말인 경우, 제1 단말과 제2 단말은 서비스 호스트/클라이언트 역할을 선택하기 위한 프로세스를 시작할 수 있다(단계 S63, S64). 일 실시 예에서, 서비스 호스트 또는 클라이언트 역할은 미리 설정된 기준에 의하여 결정되거나, 혹은 무작위로 선택될 수 있다. 미리 설정된 기준의 예로, ID 번호나 배터리 잔량 등을 들 수 있다. 예컨대, 제1 단말과 제2 단말 중 ID 번호가 높은 단말을 호스트 단말로 결정하고 ID 번호가 낮은 단말을 클라이언트 단말로 결정하거나, 그 반대로 호스트/클라이언트 단말을 선택할 수 있다. 다른 예로, 상대적으로 배터리 잔량이 낮은 단말을 클라이언트 단말로 선택하고, 배터리 잔량이 상대적으로 높은 단말을 호스트 단말로 선택하는 것도 가능하다.
이를 위해, 제1 단말과 제2 단말은 무작위로 정해진 시간 동안 주변 역할(peripheral role)과 중심 역할(central role)을 번갈아 개시하며, 주변 역할일 때 광고 메시지를 전송하고, 중심 역할일 때 광고 메시지를 스캔하여, 호스트/클라이언트 역할 결정을 위해 필요한 정보들을 수집하는 단말 탐색 과정을 수행한다(단계 S69 내지 S84). 이때, 주변 역할을 수행하는 단말은 서비스 역할 결정을 위한 목적의 광고 메시지를 브로드캐스트 채널을 통해 주위 공간에 전파하며, 중심 역할을 수행하는 단말은 브로드캐스트 채널 탐색을 통해, 광고 메시지를 전파하고 있는 다른 단말에 대한 정보를 수집한다. 일정 시간이 지나면, 역할 선택을 위한 프로세스를 종료하며, 단말 탐색 과정을 통해 수집한 단말들의 광고 메시지에 수록된 사용자 ID 번호나, 배터리 잔량 등의 정보를 참고로 하여 서비스 역할(서비스 호스트/클라이언트)을 결정한다. 위 과정을 통해 단말의 서비스 역할이 결정되면, 서비스 클라이언트로 결정된 단말은 광고 메시지를 전송하고, 서비스 호스트로 결정된 단말은 클라이언트 단말과 연결을 요청하여 연결을 수행하며, 서비스 호스트 단말과 웨어러블 단말 간의 서비스 과정과 동일한 방식으로, 서비스를 제공할 수 있다(단계 S85 내지 S94). 만약, 서비스를 요구하는 이웃하는 단말이 존재하지 않거나, 인식하지 못한 경우, 해당 서비스를 종료하고 서비스 과정 이전의 동작 모드로 돌아갈 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
100: 단말 간 서비스 제공 시스템 110: 클라이언트 단말
111: 사용자 입력부 112: 메모리
113: BLE 송수신부 114: LF 수신부
115: 배터리 116: 제어부
117: 모드 전환부 120: 호스트 단말
121: 입출력부 122: 메모리
123: BLE 송수신부 124: LF 송신부
125: 전원부 126: 제어부
127: 서비스 제공부 130: 앵커 단말
140: 위치 관리 서버

Claims (22)

  1. 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy) 통신에 의하여, 서비스 제공을 요청하기 위한 광고 메시지를 브로드캐스트(broadcast) 전송하는 클라이언트 단말; 및
    미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)하고, 하나 이상의 클라이언트 단말로부터 상기 광고 메시지를 수신 시 상기 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하고, 선택한 클라이언트 단말로 상기 서비스를 제공하는 호스트 단말을 포함하며,
    상기 호스트 단말은 상기 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 상기 클라이언트 단말을 선택하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 클라이언트 단말은 주기적으로 상기 광고 메시지를 전송 시마다 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환되고, 상기 광고 메시지를 전송한 후 저전력을 위하여 슬립 모드(sleep mode)로 전환되는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 클라이언트 단말은, 상기 호스트 단말로부터 상기 서비스를 제공받은 후, 웨이크업 모드(wake-up mode)에서 슬립 모드(sleep mode)로 전환되는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 호스트 단말은 상기 선택한 클라이언트 단말과 직접적인 양방향 통신을 통해 상기 서비스를 제공하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 호스트 단말은, LF(Low Frequency) 신호를 송신하는 LF 송신부를 포함하며,
    상기 클라이언트 단말은, 상기 LF 신호를 수신함에 따라 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환하여 상기 광고 메시지를 전송하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 광고 메시지의 페이로드(payload)는 상기 LF 신호의 수신 전계 강도를 나타내는 LF 수신 전계 강도 필드를 포함하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 호스트 단말과 대응하는 서비스 제공 기기에서 하나의 클라이언트 단말에 대해서만 서비스를 제공 가능한 경우, 상기 호스트 단말은 상기 LF 신호의 수신 전계 강도가 가장 큰 값을 갖는 광고 메시지를 전송한 하나의 클라이언트 단말을 선택하여 서비스를 제공하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 호스트 단말은, 상기 LF 신호의 전송 반경에 대응하는 서비스 범위 내에 복수 개의 클라이언트 단말이 존재하는 경우, 상기 복수 개의 클라이언트 단말에 경고 메시지를 전송하고, 상기 서비스 범위 내에 하나의 클라이언트 단말만 존재할 때까지 주기적으로 클라이언트 단말을 탐색하여 서비스를 제공하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 클라이언트 단말은, 사용자 행동을 감지하는 센서를 포함하며, 상기 센서에 의해 미리 설정된 사용자 행동을 감지함에 따라 상기 광고 메시지를 전송하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 센서는, 가속도 센서 및 지자기 센서 중의 적어도 하나를 포함하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 호스트 단말은, 사용자 행동을 감지하는 센서를 포함하며, 상기 센서에 의해 상기 사용자 행동을 감지함에 따라, 상기 브로드캐스트 채널의 스캔을 개시하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 센서는, 홀 센서, 피에조 센서, 포토 센서, 로드셀, 열감지 센서, 각도 센서, 전류계 중 하나 이상을 포함하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 광고 메시지의 페이로드(payload)는 상기 서비스에 접근하기 위한 핸들(handle) 정보를 나타내는 ID 핸들 필드(ID handle field)를 포함하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 광고 메시지의 페이로드(payload)는 상기 클라이언트 단말이 제공받고자 하는 서비스 정보를 나타내는 플래그 필드(flag field)를 포함하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 호스트 단말은 상기 광고 메시지에서 상기 플래그 필드의 서비스 정보를 확인하여, 상기 호스트 단말이 제공하는 서비스에 부합하는 광고 메시지만을 수집하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 클라이언트 단말과 상기 호스트 단말은, 미리 설정된 시간 동안 주변 역할(peripheral role)과 중심 역할(central role)을 번갈아 개시하고, 주변 역할일 때 서비스 역할 결정을 위한 광고 메시지를 전송하고, 중심 역할일 때 광고 메시지를 스캔하는 단말 탐색 과정을 수행하여, 호스트 또는 클라이언트 역할의 결정을 위해 필요한 정보들을 수집하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 클라이언트 단말과 상기 호스트 단말은, 상기 단말 탐색 과정을 통해 수집한 단말들의 광고 메시지에 수록된 사용자 ID 번호 또는 배터리 잔량 정보를 기초로 하여, 서비스 호스트 또는 클라이언트 역할을 결정하는 단말 간 서비스 제공 시스템.
  18. 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)하고, 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy) 통신에 의하여 클라이언트 단말로부터 브로드캐스트(broadcast) 전송되는 광고 메시지를 수신하는 BLE 송수신부; 및
    하나 이상의 클라이언트 단말로부터 상기 광고 메시지를 수신 시 상기 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하고, 선택한 클라이언트 단말로 상기 서비스를 제공하는 서비스 제공부를 포함하며,
    상기 서비스 제공부는 상기 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 상기 클라이언트 단말을 선택하는 서비스 제공 단말.
  19. 클라이언트 단말이 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy) 통신에 의하여 서비스를 요청하기 위한 광고 메시지를 브로드캐스트(broadcast) 전송하는 단계; 및
    호스트 단말이 미리 설정된 스캔 주기 동안 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 스캔(scan)하는 단계;
    상기 호스트 단말이 하나 이상의 클라이언트 단말로부터 상기 광고 메시지를 수신 시 상기 하나 이상의 클라이언트 단말 중에서 미리 설정된 요구 사항에 부합하는 클라이언트 단말을 선택하는 단계; 및
    상기 호스트 단말이 선택한 클라이언트 단말로 상기 서비스를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 클라이언트 단말을 선택하는 단계는, 상기 호스트 단말이 상기 광고 메시지의 수신 전계 강도를 측정하고, 측정한 수신 전계 강도에 기초하여 상기 클라이언트 단말을 선택하는 단계를 포함하는 단말 간 서비스 제공 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 광고 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 클라이언트 단말은, 주기적으로 상기 광고 메시지를 전송시마다 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환되고, 상기 광고 메시지를 전송한 후 저전력을 위하여 슬립 모드(sleep mode)로 전환되는 단말 간 서비스 제공 방법.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 호스트 단말이 LF(Low Frequency) 신호를 송신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 광고 메시지를 전송하는 단계는, 상기 클라이언트 단말이 상기 LF 신호를 수신함에 따라 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크업 모드(wake-up mode)로 전환하여 상기 광고 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 단말 간 서비스 제공 방법.
  22. 제19 항에 있어서,
    상기 호스트 단말이 사용자 행동을 감지하는 단계를 더 포함하며,
    상기 브로드캐스트 채널을 스캔하는 단계는, 상기 호스트 단말이 상기 사용자 행동을 감지함에 따라, 상기 브로드캐스트 채널의 스캔을 개시하는 단말 간 서비스 제공 방법.
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