KR20150095091A - 위치추적 시스템 및 위치추적 방법 - Google Patents

위치추적 시스템 및 위치추적 방법 Download PDF

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류재홍
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Abstract

본 발명에 따른 위치추적 시스템은 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치정보를 생성하고, 생성된 위치정보 및 식별ID를 포함하는 비콘 신호(Beacon Signal)를 생성하여 전달하는 하나 이상의 위치파악 단말 및 설치된 고정위치좌표가 저장되어 있으며, 수신된 비콘 신호의 신호 세기에 기초하여 위치파악 단말과의 이격 거리를 산출하고, 수신된 위치정보, 산출된 이격 거리 및 저장된 고정위치좌표에 기초하여 위치파악 단말의 위치좌표를 추정하는 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드를 포함한다.

Description

위치추적 시스템 및 위치추적 방법{SYSTEM AND METHOD FOR LOCATION TRACKING}
본 발명은 위치추적 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근거리 무선통신 기반의 위치추적 기술에 관한 것이다.
야생동물의 위치를 추적하거나 활동 영역 조사와 같은 생태연구를 위해서 일반적으로 야생동물의 몸에 위치를 식별할 수 있는 단말기를 부착하여 운용함으로써, 야생동물의 위치 및 움직임을 추적하고 있다. 야생동물의 시공간적인 위치를 파악하는 일반적인 방법은 전파발신기를 장착한 동물을 지향성 안테나를 이용하여 위치를 추적하는 원격무선측정기법이 사용되어 왔다. 이러한 방법은 동물의 위치추적 정확도가 낮으며, 기상악화나 야간에는 추적이 어렵고 또한 사람들이 접근하기 어려운 산악지역 등에서는 위치추적에 많은 시간과 노력이 소요된다.
최근 들어 GPS(Global Positioning System) 등장으로 무선 원격 측정방법보다 야생동물의 위치를 더욱 정확히 파악할 수 있게 되었으며, 기상과 지형조건에 상관없이 원격에서 추적할 수 있게 되었다. 아울러, 이동통신 기지국과 이동통신 단말을 이용하여 야생동물의 위치를 원격에서 파악하는 방법도 이용되고 있다. 하지만, 이동통신 단말에 의한 방법은 GPS보다는 정확도는 떨어진다. 즉, 산악지역의 경우 이동통신 기지국이 조밀하게 설치되어 있지 않고, 대체로 3G 셀 반경이 수백m~1km 정도로 넓어 위치파악 범위의 오차가 크게 발생할 수 있다.
한편, GPS를 이용하여 야생동물의 위치를 파악할 경우 위치 정확도가 높은 반면에 은폐가 용이한 지역 또는 숲 속에서 활동하는 야생동물의 습성상 GPS 신호를 수신할 수 없는 음영지역이 존재하고, 이로 인해 야생동물의 위치를 파악할 수 없거나 추적할 수 없게 되는 경우도 발생하게 된다. 또한 기존의 GPS와 3G 이동통신 모뎀을 활용하여 야생동물의 위치추적을 하는 시스템의 경우 많은 배터리 전력을 많이 소모하게 되어(특히, 3G 이동통신 모뎀은 GPS 수신모듈보다 훨씬 많은 전력을 소모) 불과 수 개월 미만의 운용밖에 할 수 없어 지속적인 위치추적을 할 수 없다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0136270호는 야생동물 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 야생동물의 목에 부착 및 설치하는 발신기를 원격에서 제어하고, 데이터 송신주기를 원격에서 조정하여 발신기를 구동하여 배터리의 수명을 최대화할 수 있는 야생동물 위치추적 시스템 및 방법에 관하여 개시되어 있다. 하지만, 대한민국 공개특허 제10-2010-0136270호는 원격에서 데이터 송신 주기를 조정하는 기술만을 포함할 뿐, GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않는 음영지역에서의 문제점을 해결하지 못한다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0136270호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 은폐가 용이한 지역이나 숲 속에서 활동하는 야생동물의 습성에 의해 GPS 신호를 정상적으로 수신할 수 없는 음영지역에서의 야생동물의 위치를 파악할 수 있으며, 야생동물에 부착하는 위치파악 단말의 소비전력을 최소화하여 장기간 운용을 가능토록 하는 위치추적 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 위치추적 시스템은 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치정보를 생성하고, 생성된 위치정보 및 식별ID를 포함하는 비콘 신호(Beacon Signal)를 생성하여 전달하는 하나 이상의 위치파악 단말 및 설치된 고정위치좌표가 저장되어 있으며, 수신된 비콘 신호의 신호 세기에 기초하여 위치파악 단말과의 이격 거리를 산출하고, 수신된 위치정보, 산출된 이격 거리 및 저장된 고정위치좌표에 기초하여 위치파악 단말의 위치좌표를 추정하는 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드를 포함한다.
그리고, 하나 이상의 위치파악 단말로부터 위치정보를 수신하며, 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드로부터 추정된 위치파악 단말의 위치좌표를 수신하고, 수신된 위치정보 또는 추정된 위치파악 단말의 위치좌표를 모니터링 서버로 전달하는 게이트웨이를 더 포함할 수 있다. 게이트웨이는 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드를 통한 멀티홉(Multi-hop) 방식을 이용하여 하나 이상의 위치파악 단말 또는 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드로부터 위치정보 또는 추정된 위치파악 단말의 위치좌표를 수신할 수 있다. 또한, 위치정보 또는 추정된 위치파악 단말의 위치좌표에 기초하여 하나 이상의 위치파악 단말이 부착된 야생동물의 위치 및 이동 경로를 관찰하는 모니터링 서버를 더 포함할 수 있다.
그리고, 위치파악 단말은 야생동물에 부착되어, 상기 야생동물의 위치를 추적할 수 있으며, 저전력 근거리 무선통신 방식을 이용할 수 있다. 고정위치좌표 센서 노드는 수신 신호 강도 지수 방식(Received Signal Strength Indication, RSSI)을 이용하여 수신된 비콘 신호의 신호 세기를 측정하여 위치파악 단말과 고정위치좌표 센서 노드 사이의 이격 거리를 산출하고, 수신된 위치정보에 기초하여 상기 위치파악 단말의 음영지역 진입 직전의 위치좌표를 확인하고, 저장된 고정위치좌표로부터 상기 음영지역 진입 직전의 위치좌표 방향으로 이격 거리만큼 떨어진 지점의 좌표를 위치파악 단말의 위치좌표로 추정할 수 있다.
위치추적 시스템을 이용한 위치추적 방법은 위치파악 단말이 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치정보를 생성하여 저장하는 단계, 위치파악 단말이 상기 저장된 위치정보 및 식별ID를 포함하는 비콘 신호(Beacon Signal)를 생성하여 전달하는 단계, 고정위치좌표 센서 노드가 수신된 상기 비콘 신호의 신호 세기에 기초하여 이격 거리를 산출하는 단계 및 고정위치좌표 센서 노드가 상기 산출된 이격 거리, 기 저장된 고정위치좌표 및 위치정보에 기초하여 위치파악 단말의 위치좌표를 추정하는 단계를 포함한다. 비콘 신호를 생성하여 전달하는 단계는 GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않을 경우, 음영지역에 진입한 것으로 판단하고, 누적된 위치정보 및 식별ID(Identification)를 포함하는 비콘 신호를 생성하여 전달한다.
본 발명에 따른 위치추적 시스템 및 위치추적 방법은 산악지역 및 숲 속 등 GPS 신호를 수신할 수 없는 음영지역에서 활동하는 야생동물의 위치를 파악할 수 있어 지속적인 야생동물의 위치를 파악할 수 있다. 그리고, 동일 음영지역 내에서 활동하고 있을 경우 위치정보 송신을 제한하여 위치파악 단말의 배터리 전력소모를 최소화할 수 있다. 또한, 기존 야생동물 위치추적 시스템에서는 많은 전력을 소모하는 GPS 수신기와 3G 이동통신 모뎀을 통해 위치정보를 전송함으로써 배터리 운용 시간이 수 개월 미만에 불과하나 IEEE 802.15.4와 같은 근거리 무선통신모듈을 사용함으로써 단말의 배터리 수명을 늘릴 수 있다. 아울러, 3G 이동통신 모뎀을 사용할 경우 이동통신망 사용료와 함께 3G 이동통신 모뎀에 대한 별도의 인증을 받아야 하는 등 추가적인 비용과 시간이 소요되는 반면 본 발명의 근거리 무선통신 기반의 저전력 RF(Radio Frequency) 통신모듈은 별도의 통신요금이 필요하지 않아 저렴하게 시스템을 구축 및 운영할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 위치파악 단말(110)을 나타내는 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 고정위치좌표 센서 노드(120)를 나타내는 상세도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 고정위치좌표 센서 노드(120)의 위치 추정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 처리 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어 및 단어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 발명의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 후술하는 실시예에서 사용된 용어는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 위치추적 시스템의 일 실시예는 하나 이상의 위치파악 단말(110), 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드(120), 게이트웨이(130) 및 모니터링 서버(140)를 포함한다.
하나 이상의 위치파악 단말(110)은 야생동물의 목과 같은 소정의 부위에 직접 부착되어 GPS 신호를 수신하여 위치 정보를 계산하는 GPS 수신 모듈을 포함한다. 그리고 하나 이상의 위치파악 단말(110)은 고정위치좌표 센서 노드(120) 또는 게이트웨이(130)와 무선통신 방식을 통해 상호 통신을 수행하는 통신모듈을 포함한다. 위치파악 단말(110)에 포함된 통신모듈은 IEEE 802.15.4와 같은 저전력 근거리 무선통신 방식의 통신모듈일 수 있다. 이와 같은 저전력 근거리 무선통신 방식을 통해 위치파악 단말(110)은 고정위치좌표 센서 노드(120) 또는 게이트웨이(130)와의 통신에 소모되는 전력을 최소화할 수 있다. 야생동물 위치파악 단말(110)은 무선통신 방식의 통신모듈을 통해 수신된 GPS 신호에 기초하여 계산된 위치 정보를 저장하고, 계산된 위치 정보를 고정위치좌표 센서 노드(120) 또는 게이트웨이(130)로 전달하여 야생동물 위치파악 단말(110)이 부착된 야생동물의 위치 및 이동 경로에 대한 정보를 모니터링 서버(140)로 전달한다.
또한, 위치파악 단말(110)은 고정된 신호세기를 갖는 비콘 신호(Beacon Signal)를 주기적으로 주변으로 전송한다. 야생동물 위치파악 단말(110)은 GPS 신호를 정상적으로 수신할 수 없는 음영지역에 진입하는 경우, 음영지역으로 판단하여 고정된 신호세기를 갖는 비콘 신호를 일정한 주기로 전송할 수 있다. 또한, 위치파악 단말(110)은 GPS 신호 수신 여부와 관계없이 비콘 신호를 전송할 수 있다. 위치파악 단말(110)이 송신하는 비콘 신호는 개별 위치파악 단말(110) 각각에 부여된 고유한 식별ID와 단말 내에 저장되어 있는 위치정보를 포함한다. 그리고, 위치파악 단말(110)은 음영지역에 진입한 것으로 판단되면, 전력 소모를 줄이기 위해 비콘 신호가 아닌 위치정보 송신을 중단할 수 있다.
하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드(120)는 야생동물의 생태적 특성, 지형 및 주변 환경을 고려하여 선정된 위치에 설치될 수 있으며, GPS 신호가 수신되지 않는 음영 지역을 고려하여 선정된 위치에 설치될 수 있다. 고정위치좌표 센서 노드(120)는 설치되어 있는 장소의 고정된 위치정보를 저장한다. 고정위치좌표 센서 노드(120)의 고정된 위치정보는 설치시 다양한 측량 방법을 통해 정확한 위치 좌표 정보를 설정하여 저장한다.
고정위치좌표 센서 노드(120)는 위치파악 단말(110)로부터 비콘 신호가 수신되면, 수신된 비콘 신호에 포함된 위치파악 단말(110)의 식별ID와 위치파악 단말(110)에 최종적으로 저장된 위치 정보 그리고, 비콘 신호의 수신 신호 강도에 기초하여 해당 위치파악 단말(110)의 위치를 계산하여 해당 야생동물의 현 위치를 파악한다. 위치파악 단말(110)이 GPS 신호를 정상적으로 수신하지 못하는 경우, 해당 위치파악 단말(110)의 위치정보를 생성하지 못한다. 따라서, GPS 신호의 음영지역에 설치된 고정위치좌표 센서 노드(120)는 위치파악 단말(110)로부터 수신된 비콘 신호의 수신 신호 강도와 최종적으로 저장된 위치 정보에 기초하여 해당 위치파악 단말(110)의 위치정보를 파악할 수 있다.
고정위치좌표 센서 노드(120)의 야생동물 위치파악 방법은 후술하는 도 4에서 추가적으로 설명하도록 한다. 고정위치좌표 센서 노드(120)는 계산된 위치파악 단말(110)의 위치정보 및 식별ID를 게이트웨이(130)로 전달한다.
또한, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 위치파악 단말(110)로부터 수신된 위치정보를 게이트웨이(130)로 멀티홉 방식을 통해 전달할 수 있다. 위치파악 단말(110)은 전력 효율을 위하여 저전력 통신 방식을 사용할 수 있다. 게이트웨이(130)와 위치파악 단말(110) 사이의 거리가 멀다면, 위치파악 단말(110)에서 게이트웨이(130)로 직접 위치정보를 전송할 수 없다. 이러한 경우, 위치파악 단말(110)은 고정위치좌표 센서 노드(120)를 경유하여 멀티홉 방식을 통해 게이트웨이(130)로 위치정보를 전달할 수 있다.
게이트웨이(130)는 하나 이상의 위치파악 단말(110) 및 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드(120)로부터 위치정보 및 식별ID를 수신하여 모니터링 서버(140)로 전달한다. 게이트웨이(130)는 원거리 통신이 가능한 다양한 방법의 유무선 통신 인터페이스를 통해 모니터링 서버(140)로 수집된 위치정보 및 식별ID를 전달한다.
모니터링 서버(140)는 게이트웨이(130)로부터 위치정보 및 식별ID를 수신한다. 게이트웨이(130)로부터 전달받은 위치정보는 수신된 식별ID와 서로 대응하기 때문에, 각각의 야생동물의 위치를 파악할 수 있다. 모니터링 서버(140)는 수신된 위치정보 및 식별ID에 기초하여 야생동물의 위치를 파악하고, 야생동물의 생태를 감시하거나 추적할 수 있다. 모니터링 서버(140) 및 게이트웨이(130) 사이의 통신 방법은 가용한 모든 유선/무선 통신을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 위치파악 단말(110)을 나타내는 상세도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 위치파악 단말(110)은 GPS 수신부(111), 단말 제어부(112), 위치정보 저장부(113), 송수신부(114) 및 비콘 발생부(115)를 포함한다.
GPS 수신부(111)는 GPS 신호를 수신하여 단말 제어부(112)로 전달한다. 단말 제어부(112)는 GPS 수신부(111)로부터 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치파악 단말(110)의 위치정보를 생성한다. 그리고, 생성된 위치정보는 위치정보 저장부(113)에 저장된다. GPS 신호에 기초하여 단말 제어부(112)에서 위치정보를 생성하는 과정은 지속적으로 수행되거나, 소정의 주기를 가지고 수행될 수 있다.
GPS 신호는 주변 환경 조건에 따라 신호가 정상적으로 수신되지 못하는 음영 지역이 발생할 수 있다. 이와 같은 음영지역에 야생동물이 진입하면, GPS 수신부(111)는 GPS 신호를 정상적으로 수신할 수 없다. GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않을 경우, 단말 제어부(112)는 위치파악 단말(110)이 음영지역에 진입한 것으로 판단하여 비콘 발생부(115)에서 비콘 신호를 생성한다. 비콘 발생부(115)에서 생성된 비콘 신호는 위치정보 저장부(113)에 저장된 위치정보 및 해당 위치파악 단말(110)의 식별ID를 포함한다. 그리고, 비콘 발생부(115)는 송수신부(114)를 통해 비콘 신호를 주변으로 전달한다. 비콘 발생부(115)에서 생성된 비콘 신호는 하나 이상의 위치파악 단말(110) 모두가 동일한 일정한 신호 세기를 갖는다.
송수신부(114)는 GPS 신호에 기초하여 생성된 위치정보 또는 비콘 신호를 고정위치좌표 센서 노드(120) 또는 게이트웨이(130)로 전달한다. 송수신부(114)는 지그비(Zigbee)나 IEEE 802.15.4와 같은 저전력 통신을 사용하여 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 고정위치좌표 센서 노드(120)를 나타내는 상세도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 고정위치좌표 센서 노드(120)는 송수신부(121), 신호 강도 측정부(122), 제어부(123) 및 저장부(124)를 포함한다.
신호 강도 측정부(122)는 송수신부(121)를 통해 위치파악 단말(110)로부터 비콘 신호가 수신되면, 수신 신호 강도 지수 방식(Received Signal Strength Indication)을 이용하여 수신된 비콘 신호의 신호 세기를 측정한다. 그리고, 신호 강도 측정부(122)는 수신된 비콘 신호의 세기를 제어부(123)로 전달한다.
저장부(124)는 고정위치좌표 센서 노드(120)가 설치된 고정위치좌표에 대한 정보를 저장한다. 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드(120)는 야생동물의 생태적 특성, 지형 및 주변 환경을 고려하여 선정된 위치에 설치될 수 있으며, GPS 신호가 수신되지 않는 음영 지역을 고려하여 선정된 위치에 설치될 수 있다. 고정위치좌표 센서 노드(120)는 설치되어 있는 장소의 고정된 위치정보를 저장한다. 고정위치좌표 센서 노드(120)의 고정된 위치정보는 설치시 다양한 측량 방법을 통해 정확한 위치 좌표 정보를 설정하여 저장한다.
제어부(123)는 신호 강도 측정부(122)에서 측정된 비콘 신호의 신호 세기와 송수신부(121)를 통해 위치파악 단말(110)로부터 수신된 위치정보에 기초하여 위치파악 단말(110)의 위치를 추정한다. 제어부(123)는 비콘 신호의 신호 세기에 기초하여 위치파악 단말(110)과 해당 고정위치좌표 센서 노드(120)의 거리를 추정할 수 있다. 그리고, 제어부(123)는 수신된 위치정보에 기초하여, 해당 위치파악 단말(110)이 음영지역에 진입하기 이전의 이동경로를 확인할 수 있다. 따라서, 제어부(123)는 기저장된 고정위치좌표 센서 노드(120)의 고정위치좌표와 수신된 비콘 신호의 신호 세기를 통해 위치파악 단말(110)과의 거리를 계산하고, 고정위치좌표로부터 위치파악 단말(110)이 음영지역에 진입하기 직전의 위치좌표 방향쪽으로 위치파악 단말(110)과의 거리만큼의 위치좌표를 추정하여 위치파악 단말(110)의 위치좌표를 추정할 수 있다. 제어부(123)에서 추정된 위치파악 단말(110)의 위치 좌표는 송수신부(121)를 통해 게이트웨이(130)로 전달되어 모니터링 서버(140)로 전달된다. 이를 통해, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않는 음영지역에서 위치파악 단말(110)의 위치좌표를 추정함으로써, 야생동물의 위치를 추정할 수 있다.
고정위치좌표 센서 노드(120)는 추정된 위치좌표 및 수신된 위치정보/식별ID를 직접 게이트웨이(130)로 전송할 수 있다. 하지만, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 전력 효율을 위해 저전력 통신을 이용할 수 있다. 이 경우, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 다른 고정위치좌표 센서 노드(120)를 경우하는 멀티-홉(Multi-hop) 방식을 이용하여 게이트웨이(130)로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 고정위치좌표 센서 노드(120)의 위치 추정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 고정위치좌표 센서 노드(120)의 위치 추정 과정은 GPS 음영지역에 진입한 위치파악 단말(110)로부터 수신된 비콘 신호의 신호세기를 측정하여, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 고정위치좌표 센서 노드(120)로부터 위치파악 단말(110)이 떨어진 이격거리(401)를 계산한다. 그리고, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 수신된 위치정보에 기초하여 해당 위치파악 단말(110)이 음영지역에 진입하기 이전의 이동경로를 통해 해당 위치파악 단말(110)이 최종적으로 보내온 진입 직전의 위치좌표(402)를 확인한다. 고정위치좌표 센서 노드(120)는 고정위치좌표(403)로부터 음영지역 진입 직전의 위치좌표(402) 방향 쪽으로 이격 거리(401)만큼 떨어진 지점의 위치좌표를 추정하여 위치파악 단말(110)의 위치좌표(404)를 추정할 수 있다. 즉, 고정위치좌표 센서 노드(120)에서 추정된 위치파악 단말(110)의 위치좌표(404)는 고정위치좌표(403)에서 진입 직전의 위치좌표(402) 방향으로 이격 거리(401)만큼 떨어진 거리의 좌표로 환산될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 처리 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 시스템의 처리 과정은 먼저, 위치파악 단말(110)은 GPS 수신 주기(501)에 따라 GPS 신호가 정상적으로 수신되었는지 여부를 판단한다(502). 만약, GPS 신호가 정상적으로 수신되었다면, 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치를 계산하여 위치정보를 저장한다(503). 그리고, 위치파악 단말(110)은 저장된 위치정보를 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드(120)를 경유해서 멀티홉 방식을 통해 게이트웨이(130)로 전달한다(504,505). 고정위치좌표 센서 노드(120)로부터 위치정보를 수신하면(506), 게이트웨이(130)는 수신된 위치정보를 모니터링 서버(140)로 전달한다(507). 모니터링 서버(140)는 수신된 위치정보를 통해 야생동물의 위치와 이동경로를 관찰할 수 있다.
만약 502 단계에서, GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않았다면, 위치파악 단말(110)은 GPS 음영지역에 진입하였음을 인지(508)하고, 비콘 신호를 발생한다(509). 발생된 비콘 신호는 이전에 GPS 신호가 정상적으로 수신된 경우 생성된 누적된 위치정보와 위치파악 단말(110) 각각에 고유하게 부여된 식별ID를 포함한다.
하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드(120)는 위치파악 단말(110)로부터 비콘 신호가 수신(510)되면, 수신 신호 강도 지수 방식(RSSI)을 이용하여 수신된 비콘 신호의 신호 세기를 검출한다(511). 그리고, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 검출된 신호 세기에 기초하여 위치파악 단말(110)과 해당 고정위치좌표 센서 노드(120)의 이격 거리를 추출한다(512). 그리고, 고정위치좌표 센서 노드(120)는 수신된 위치정보, 고정위치좌표 및 비콘 신호를 이용하여 위치파악 단말(110)의 현재 위치좌표를 계산한다(513). 고정위치좌표 센서 노드(120)는 수신된 위치정보에 기초하여 해당 위치파악 단말(110)이 음영지역에 진입하기 이전의 이동경로를 통해 해당 위치파악 단말(110)이 최종적으로 보내온 진입 직전의 위치좌표를 확인한다. 고정위치좌표 센서 노드(120)는 고정위치좌표로부터 음영지역 진입 직전의 위치좌표 방향 쪽으로 이격 거리만큼 떨어진 지점의 위치좌표를 추정하여 위치파악 단말(110)의 위치좌표를 추정할 수 있다.
고정위치좌표 센서 노드(120)는 추정된 위치파악 단말(110)의 위치좌표를 저장한다(514) 그리고, 다른 고정위치좌표 센서 노드(120)를 경유(515)하여 멀티홉 전송을 통해 게이트웨이(130)로 위치정보를 전달한다. 게이트웨이(130)는 고정위치좌표 센서 노드(120)로부터 위치정보를 수신하면(516), 수신된 위치정보를 모니터링 서버(140)로 전달한다(517).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치추적 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 위치추적 방법은 GPS 신호가 정상적으로 수신되었는지 여부를 판단한다(601). 만약, GPS 신호가 정상적으로 수신되었다고 판단되면, 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치를 계산하여, 멀티홉 전송을 통해 모니터링 서버로 계산된 위치정보를 전달한다(602).
만약 601 단계에서, GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않았다고 판단되면, GPS 음영지역에 진입하였음을 인지(603)하고, 비콘 신호를 발생한다(604). 발생된 비콘 신호는 이전에 GPS 신호가 정상적으로 수신된 경우 생성된 누적된 위치정보와 위치파악 단말 각각에 고유하게 부여된 식별ID를 포함한다.
비콘 신호가 수신(605)되면, 수신 신호 강도 지수 방식(RSSI)을 이용하여 수신된 비콘 신호의 신호 세기를 검출한다(606). 그리고, 검출된 신호 세기에 기초하여 위치파악 단말과 해당 고정위치좌표 센서 노드의 이격 거리를 추출한다(607). 그리고, 수신된 위치정보, 고정위치좌표 및 이격 거리를 이용하여 위치파악 단말의 현재 위치좌표를 계산한다(608). 수신된 위치정보에 기초하여 해당 위치파악 단말(110)이 음영지역에 진입하기 이전의 이동경로를 통해 해당 위치파악 단말이 최종적으로 보내온 진입 직전의 위치좌표를 확인한다. 고정위치좌표 센서 노드는 고정위치좌표로부터 음영지역 진입 직전의 위치좌표 방향 쪽으로 이격 거리만큼 떨어진 지점의 위치좌표를 추정하여 위치파악 단말의 위치좌표를 추정할 수 있다. 그리고, 추정된 위치좌표를 모니터링 서버로 전달한다(609).
이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
110: 위치파악 단말
111: GPS 수신부
112: 단말 제어부
113: 위치정보 저장부
114: 송수신부
115: 비콘 발생부
120: 고정위치좌표 센서 노드
121: 송수신부
122: 신호 강도 측정부
123: 제어부
124: 저장부
130: 게이트웨이
140: 모니터링 서버

Claims (14)

  1. 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치정보를 생성하고, 상기 생성된 위치정보 및 식별ID를 포함하는 비콘 신호(Beacon Signal)를 생성하여 전달하는 하나 이상의 위치파악 단말; 및
    설치된 고정위치좌표가 저장되어 있으며, 수신된 상기 비콘 신호의 신호 세기에 기초하여 상기 위치파악 단말과의 이격 거리를 산출하고, 상기 비콘 신호에 포함된 위치정보, 상기 산출된 이격 거리 및 상기 저장된 고정위치좌표에 기초하여 상기 위치파악 단말의 위치좌표를 추정하는 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 위치파악 단말로부터 위치정보를 수신하며, 상기 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드로부터 상기 추정된 위치파악 단말의 위치좌표를 수신하고, 수신된 상기 위치정보 또는 상기 추정된 위치파악 단말의 위치좌표를 모니터링 서버로 전달하는 게이트웨이;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드를 통한 멀티홉(Multi-hop) 방식을 이용하여 상기 하나 이상의 위치파악 단말 또는 상기 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드로부터 상기 위치정보 또는 상기 추정된 위치파악 단말의 위치좌표를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 위치정보 또는 상기 추정된 위치파악 단말의 위치좌표에 기초하여 하나 이상의 위치파악 단말이 부착된 야생동물의 위치 및 이동 경로를 관찰하는 모니터링 서버;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 위치파악 단말은 야생동물에 부착되어, 상기 야생동물의 위치를 추적하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 위치파악 단말은 저전력 근거리 무선통신 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 고정위치좌표 센서 노드는,
    수신 신호 강도 지수 방식(Received Signal Strength Indication,RSSI)을 이용하여 수신된 상기 비콘 신호의 신호 세기를 측정하여 상기 위치파악 단말과 상기 고정위치좌표 센서 노드 사이의 이격 거리를 산출하고, 상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 위치파악 단말의 음영지역 진입 직전의 위치좌표를 확인하고, 상기 저장된 고정위치좌표로부터 상기 음영지역 진입 직전의 위치좌표 방향으로 상기 이격 거리 만큼 떨어진 지점의 좌표를 상기 위치파악 단말의 위치좌표로 추정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 위치파악 단말은 상기 GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않을 경우, 음영지역에 진입한 것으로 판단하여 누적된 상기 위치정보 및 상기 식별ID를 포함하는 비콘 신호를 생성하여 전달하는 것을 특징으로 하는 위치추적 시스템.
  9. 하나 이상의 위치파악 단말 및 하나 이상의 고정위치좌표 센서 노드를 포함하는 위치추적 시스템의 위치추적 방법에 있어서,
    상기 위치파악 단말이 수신된 GPS 신호에 기초하여 위치정보를 생성하여 저장하는 단계;
    상기 위치파악 단말이 상기 저장된 위치정보 및 식별ID를 포함하는 비콘 신호(Beacon Signal)를 생성하여 전달하는 단계;
    상기 고정위치좌표 센서 노드가 수신된 상기 비콘 신호의 신호 세기에 기초하여 이격 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 고정위치좌표 센서 노드가 상기 산출된 이격 거리, 기 저장된 고정위치좌표 및 상기 위치정보에 기초하여 상기 위치파악 단말의 위치좌표를 추정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 비콘 신호를 생성하여 전달하는 단계는,
    상기 GPS 신호가 정상적으로 수신되지 않을 경우, 음영지역에 진입한 것으로 판단하는 단계; 및
    누적된 상기 위치정보 및 상기 식별ID를 포함하는 비콘 신호를 생성하여 전달하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 위치정보 또는 상기 추정된 위치파악 단말의 위치좌표에 기초하여 하나 이상의 위치파악 단말의 위치 및 이동 경로를 관찰하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치추적 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 위치파악 단말은 야생동물에 부착되어, 상기 야생동물의 위치를 추적하는 것을 특징으로 하는 위치추적 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 위치파악 단말은 저전력 근거리 무선통신 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 위치추적 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 위치파악 단말의 위치좌표를 추정하는 단계는,
    수신 신호 강도 지수 방식(Received Signal Strength Indication,RSSI)을 이용하여 수신된 상기 비콘 신호의 신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 위치파악 단말과 상기 고정위치좌표 센서 노드 사이의 이격 거리를 산출하는 단계;
    상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 위치파악 단말의 음영지역 진입 직전의 위치좌표를 확인하는 단계; 및
    상기 저장된 고정위치좌표로부터 상기 음영지역 진입 직전의 위치좌표 방향으로 상기 이격 거리만큼 떨어진 지점의 좌표를 상기 위치파악 단말의 위치좌표로 추정하는 단계;
    를 포함한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 위치추적 방법.
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