KR20190047330A - 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템 - Google Patents

송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비콘이 송출 세기를 주기적으로 변경하면, 이동물체가 주기적인 비콘 신호를 수신하고 그 송출 세기 및 측정된 신호 세기를 이용하여 위험물과의 거리를 추정하는, 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 관한 것으로서, 위험물에 설치되어, 주기적으로 송출세기를 달리하여 신호를 송출하는 비콘; 및, 상기 비콘에서 송출하는 신호를 수신하여 수신된 신호의 송출세기별 수신신호 세기를 측정하고, 측정된 다수의 송출세기별 수신신호 세기를 이용하여 위험물까지의 거리를 추정하는 작업자 단말을 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 시스템에 의하면, 비콘의 송출세기를 달리 하면 신호가 도달하는 최대 거리가 달라지고 각 송출세기 별 최대 거리 내에서 신호 세기에 따라 거리를 구분할 수 있고, 비콘에 근접할수록 거리를 보다 정밀하게 측정하여 위험신호를 보다 정확하게 발생시킬 수 있다.

Description

송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템 { A safety management system based on beacon by changing transmitting strength periodically }
본 발명은 위험물에 비콘을 설치하고 이동물체가 비콘의 신호를 감지하여 위험물과의 거리를 추정하여 위험물로의 근접을 경고하는, 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 비콘이 송출 세기를 주기적으로 변경하면, 이동물체가 주기적인 비콘 신호를 수신하고 그 송출 세기 및 측정된 신호 세기를 이용하여 위험물과의 거리를 추정하는, 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건설업은 수많은 작업 인력이 투입되어 동시에 여러 작업이 진행되는 노동집약적인 산업으로서, 투입되는 인력에 대한 체계적이며 효과적인 안전관리가 무엇보다도 중요하다. 그러나 종래의 건설현장에서는 현장 자체에 내재되어 있는 다양한 환경으로 인한 위험성과 작업자의 사소한 부주의로 인해 안전사고가 빈번하게 발생하게 됨에 따라, 귀중한 인적자원이 손실되는 치명적인 문제점이 발생되고 있다.
특히, 건설현장에는 여러 공구에 걸쳐 다양한 작업이 동시에 진행되기 때문에 다양한 분야의 작업자들이 동시에 배치되어 각자의 작업을 수행하는데, 이러한 작업자의 인원에 비해서 상대적으로 관리자의 인원이 적고, 실외 작업 시 현장 관리자의 통제와 관리가 제한되는 영역에서는 건설인력에 대한 효율적이고 정확한 관리가 이루어지지 않고 있으며, 건설현장 인력에 대한 안전사고나 비효율적인 인력관리는 전체적인 공사비의 상승과 생산성의 저하 그리고 공사기간의 연장 등의 문제점을 야기한다.
이러한 문제점을 해결하고자, 비콘을 이용하여 위치를 파악하고 위험상황에 대한 이벤트를 발생하게 하여, 작업자 또는 이동물체에 이벤트 정보를 전달하여 실시간으로 신속하게 현장에 발생하는 여러 가지 위험상황에 대응 가능하도록 하는 기술이 제시되고 있다[특허문헌 1]. 또한, 비콘과 수신기를 이용하여 건설장비의 위치를 추적하는 기술도 제시되고 있다[특허문헌 2]. 그러나 상기 선행기술들은 작업현장을 일정 간격의 작업구역으로 구분하여 각 구역 마다 다수의 비콘을 설치해야 한다. 즉, 작업 현장의 곳곳에 다수의 비콘들을 촘촘히 설치해야 한다.
또한, 작업 현장에 위치하는 작업자에 비콘을 마련하고 작업기계에 비콘을 마련하여 작업자의 비콘을 인식하여, 작업기계를 기준으로 일정 범위 내에 위치하는 작업자를 파악하여, 작업의 효율성을 보장하면서도 안전성을 확보하려는 기술이 제시되고 있다[특허문헌 3,4]. 그런데 상기 선행기술들은 비콘의 신호를 이용하여 비콘의 위치나 거리를 측정해야 한다. 즉, 신호의 도착 시간(time of arrival, TOA), 신호의 도착 시간 차이(time difference of arrival, TDOA) 또는 수신된 신호의 강도(received signal strength indicator, RSSI) 중 적어도 어느 하나의 거리 측정 방법을 이용하여 비콘의 위치를 측정할 수 있다. 그런데 하나의 비콘의 신호를 수신하는 경우에는 신호 세기를 이용하여 비콘이 설치된 위험물과, 신호를 수신하는 이동물체 간의 거리를 측정할 수 있다.
그러나 실제로 하나의 비콘을 이용하는 경우에는 비콘의 신호 세기로 정확한 거리를 측정할 수 없는 경우가 많다. 즉, 신호 세기에 의한 거리 측정의 오차가 너무 크다는 문제점이 있다. 예를 들어, 5m 에서 10m 사이의 상당한 거리 내에서는 모두 비슷한 크기의 신호세기가 측정되기 때문에, 정확한 거리 측정이 어려운 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1736158호(2017.05.17.공고) 한국등록특허공보 제10-1695904호(2017.01.16.공고) 한국공개특허공보 제10-2016-0127881호(2016.11.07.공개) 한국공개특허공보 제10-2016-0112048호(2016.09.28.공개)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비콘이 송출 세기를 주기적으로 변경하면, 이동물체가 주기적인 비콘 신호를 수신하고 그 송출 세기 및 측정된 신호 세기를 이용하여 위험물과의 거리를 추정하는, 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 관한 것으로서, 위험물에 설치되어, 주기적으로 송출세기를 달리하여 신호를 송출하는 비콘; 및, 상기 비콘에서 송출하는 신호를 수신하여 수신된 신호의 송출세기별 수신신호 세기를 측정하고, 측정된 다수의 송출세기별 수신신호 세기를 이용하여 위험물까지의 거리를 추정하는 작업자 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 있어서, 상기 작업자 단말은 송출세기가 가장 작은 신호의 수신신호 세기를 이용하여 거리를 추정하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 있어서, 상기 작업자 단말은 다수의 송출세기별 수신신호 세기를 평균하여 거리를 추정하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 있어서, 상기 작업자 단말은 다수의 송출세기별 수신신호 세기를 가중 평균하여 거리를 추정하되, 송출세기가 낮을수록, 해당 송출세기의 수신신호 세기에 가중치를 높게하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 있어서, 다음 수식 1을 이용하여, 다수의 송출세기별 수신신호 세기로부터 거리 d를 추정하는 것을 특징으로 한다.
[수식 1]
Figure pat00001
단, n은 수신되는 송출세기별 신호의 개수이고, r은 k번째 송출세기의 신호의 수신신호 세기이고, dk(r)은 k번째 송출세기의 신호로부터 추정되는 거리이고, ek 는 k번째 송출세기의 신호로부터 추정되는 거리의 오차임.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 의하면, 비콘의 송출세기를 달리 하면 신호가 도달하는 최대 거리가 달라지고 각 송출세기 별 최대 거리 내에서 신호 세기에 따라 거리를 구분할 수 있는 효과가 얻어진다.
특히, 본 발명에 따른 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 의하면, 송출세기가 크면 거리의 정확도는 낮아져도 더 넓은 범위에서 인식할 수 있고, 송출세기가 작아지면 좁은 범위만 인식하더라도 거리의 정확도를 높일 수 있는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 의하면, 비콘에 근접할수록 거리를 보다 정밀하게 측정하여 위험신호를 보다 정확하게 발생시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 주기적으로 송출되는 신호의 송출세기를 시간 순으로 표시한 그래프.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 데이터의 데이터 프레임 구조에 대한 예시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 송출세기별 수신 범위를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 방법을 설명하는 흐름도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템의 구성을 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템은 산업 현장에 설치되는 위험물(10), 위험물(10)에 구비되는 비콘(20), 작업자(80)가 소지하는 작업자 단말(50), 및, 안전관리앱(30)으로 구성된다.
위험물(10)은 산업 현장에서 설치된 물체로서, 위험 요소를 가진 위험 물체이다. 예를 들어, 위험물(10)은 가스 탱크, 배전반, 작업 엘리베이터, 크레인 등 접근하면 위험하거나 조심해서 접근해야 하는 물체들이다. 또한, 위험물(10)은 이동하는 물체일 수도 있다. 예를 들어, 굴삭기(포크레인), 덤프트럭, 불도저, 크레인, 오거, 지게차 등 건설장비들일 수도 있다.
다음으로, 비콘(20)은 위험물(10)에 설치되는 근거리 무선통신모듈이다.
바람직하게는, 비콘(20)은 블루투스 4.0 LE(Low Energy) 기반으로 구현되는 근거리 무선 통신 신호 발신기이다. 블루투스 4.0은 블루투스 3.0과 달리 페어링(pairing)이 필요하지 않다는 장점이 있다. 또한, 전력 소비가 매우 낮고 가격이 저렴하여 저비용으로 구축될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 비콘(20)은 UWB(Ultra Wide Band), UHF(Ultra High Frequency) 방식으로 통신할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
한편, 비콘(20)은 송출세기를 주기적으로 변경하여 송출한다. 송출세기가 클수록 먼 거리에서 비콘의 신호를 수신할 수 있고, 송출세기가 작을수록 가까운 거리에서 비콘의 신호를 수신할 수 있다.
다음으로, 작업자 단말(50)은 작업자가 이용하는 모바일 단말로서, 스마트폰, 패블릿, 태블릿PC 등 통상의 컴퓨팅 기능을 구비한 스마트 단말이다. 특히, 작업자 단말(50)은 어플리케이션 또는, 모바일용 어플리케이션(또는 앱, 어플) 등이 설치되어 실행될 수 있는 단말이다.
작업자(80)는 산업현장에서 작업을 수행하는 작업자이다.
작업자 단말(50)은 블루투스 장치 등을 내장하여, 비콘(20)이 송출하는 신호를 수신한다. 이때, 비콘(20)이 송출하는 신호 데이터를 수신하고, 또한, 수신하는 신호의 세기를 측정한다.
다음으로, 안전관리앱(30)은 작업자 단말(50)에 설치되어 수행되는 모바일용 어플리케이션(또는 앱, 어플)으로서, 위험물(10)의 위치를 알리거나 근접한 경우 위험을 알리는 서비스를 제공하는 프로그램 시스템이다.
즉, 안전관리앱(30)은 비콘(20)으로부터 수신한 신호 데이터 및 수신신호 세기를 이용하여 위험물(10)과의 거리를 추정한다.
또한, 안전관리앱(30)은 위험물(10)과의 거리가 소정의 거리 이내로 추정되면 위험을 알리는 알람을 출력한다. 이때, 경고음을 스피커를 통해 출력하거나, 경고 안내문을 음성으로 출력한다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 비콘(20)의 신호 송출 방법을 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저, 송출세기를 다수의 세기 단계로 구분하고, 변경주기를 소정의 값으로 사전에 정한다. 예를 들어, 송출세기를 4dBm, -12dBm, -20dBm, -30dBm 등으로 4개의 단계로 구분하고, 변경주기를 400ms로 정한다. 즉, 각 단계를 100ms 시간동안 송출하고, 다른 단계의 송출세기로 변경한다. 그래서 모든 단계의 송출세기는 변경주기인 400ms 내에 한번씩 송출된다.
도 2는 상기한 예에 따라 시간 순으로 각 송출세기를 표시한 그래프이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 비콘(20)은 시간 100ms 일 때 +4dBm 세기로 신호를 송출하고, 시간이 200ms 일 때 -12dBm 세기로 신호를 송출한다. 그리고 300ms 일 때 -20dBm 세기로 신호를 송출하고, 400ms 일 때 -30dBm 세기로 신호를 송출한다. 그리고 다시 500ms일 때 처음 단계의 세기인 +4dBm 세기로 신호를 송출한다. 위와 같은 과정을 400ms 주기 동안 반복한다.
또한, 비콘(20)은 신호를 송출할 때, 비콘의 위치정보(또는 위치식별정보, 비콘 식별정보)(UUID), 물체 식별정보(Major/Minor Number), 송출세기(TX Power) 등으로 구성된 신호 데이터를 전송한다. 비콘 데이터의 데이터 프레임 구조의 일례가 도 3에 도시되고 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 비콘 데이터는 전제부(Prefix), 위치정보 또는 위치식별정보(UUID), 비콘 식별정보(Major/Minor Number), 송출세기(TX Power)로 구성된다.
전제부(Prefix)는 제조회사의 정보(Company ID), 비콘 타입(beacon type), 데이터 길이(length) 등의 비콘 데이터에 대한 정보들을 포함한다.
또한, 위치정보(UUID)는 비콘이 설치되는 위치정보를 포함하는 고유식별정보를 나타낸다. 즉, 위치에 대한 고유식별정보를 통해, 비콘이 설치된 위치를 알 수 있다.
또한, 물체 식별정보(Major/Minor Number)는 비콘이 설치된 물체를 식별하기 위한 정보로서, 주 식별번호(Major Number)와 부 식별정보(Minor Number)로 구성된다. 물체 식별정보를 통해, 해당 비콘이 설치된 물체가 작업자, 지게차, 접안도크, 랙 등 어느 것인지 알 수 있다. 또한, 하나의 물체에 다수의 비콘이 설치된 경우에는 해당 물체의 어느 위치에 설치된 것인지도 알 수 있다.
또한, 송출세기(TX Power)는 송출세기의 단계를 표시한다. 앞서 설명한 예에서, 송출세기 4dBm, -12dBm, -20dBm, -30dBm를 각각 1, 2, 3, 4 단계로 나타내고, 각각 1, 2, 3, 4의 숫자로 식별될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 신호를 수신하여 위험물의 위치를 추정하는 방법을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
작업자 단말(50)은 비콘 신호를 수신하는데, 이때, 비콘 신호의 세기를 측정한다. 즉, 비콘 신호의 수신신호세기(RSSI, Received Signal Strength Indication)를 이용하여, 비콘(20)이 구비된 위험물(10)과의 거리를 추정한다.
작업자 단말(50)(또는 작업자 단말에 내장된 블루투스 장치)에서 비콘 신호의 수신신호세기는 그 범위가 대략 정해져 있다. 또는 실험을 통해 사전에 수신신호세기의 범위를 설정할 수 있다.
예를 들어, 1m 이내의 가장 가까이 있는 경우, 작업자 단말(50)에서 측정되는 비콘신호의 세기는 -40dBm이다. 그리고 가장 먼 경우, 즉, 작업자 단말(50)이 수신 가능한 비콘신호의 세기는 -90dBm이다.
작업자 단말(50)에서 측정가능한 범위는 비콘(20)에서 송출하는 신호의 세기, 즉, 송출세기에 의해 결정된다.
앞서의 예에서, 비콘(20)의 송출세기가 +4dBm인 경우, 25m 이내의 범위까지 신호를 수신할 수 있다. 즉, 작업자 단말(50)로부터 약 25m 정도의 거리에 위험물(10)이 있고, 그 비콘(20)이 +4dBm의 송출세기로 신호를 송출하면, 작업자 단말(50)에서 약 -90dBm의 신호세기로 비콘신호를 수신한다.
또한, 비콘(20)의 송출세기가 -12dBm인 경우, 20m 이내의 범위까지 신호를 수신할 수 있고, 송출세기가 -20dBm인 경우, 15m 이내의 범위까지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 송출세기가 -30dBm인 경우, 10m 이내의 범위까지 신호를 수신할 수 있다.
또한, 수신가능한 범위 내에서, 수신된 신호세기(RSSI)와 그 거리는 비례적인 관계를 갖는다.
따라서 송출세기가 k단계인 경우, 수신된 신호세기에 따른 거리는 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00002
여기서, dk(r)은 송출세기가 k단계이고 수신된 신호 세기가 r일 때 추정되는 거리이다. 그리고 D0는 추정될 수 있는 가장 가까운 거리로서, 사전에 설정된다. 예를 들어, D0는 1m로 설정된다. Dk는 송출세기가 k단계일 때 신호가 수신되는 가장 먼 거리로서, 사전에 설정된다. 예를 들어, k = 1, 2, 3, 4단계일 때, 각각 25m, 20m, 15m, 10m 로 설정된다.
또한, Rmax와 Rmin은 수신되는 신호 세기의 최대값과 최소값으로 사전에 설정되는 상수값이다. 예를 들어, Rmax와 Rmin은 각각 -40dBm와 -90dBm로 설정된다.
한편, 비콘(20)의 송출세기의 세기 단계에 따라 수신 범위를 도 4에 나타내고 있다.
도 4에서 보는 바와 같이, 송출세기가 작을수록, 또는, 세기 단계가 높을수록, 수신 범위는 넓어진다. 즉, 송출세기가 1단계로 가장 크면, D1 까지 수신 범위가 넓어지고, 송출세기가 2,3,4단계로 줄어들수록, 그 수신 범위는 D2, D3, D4 만큼 작아진다.
대신, 모든 경우, 측정되는 수신신호의 세기 범위 △R는 수학식 2와 같이 동일하다. 예를 들어, 모든 세기 단계에서, 수신신호의 세기 범위는 -40dBm 에서 -90dBm 이내, 즉, 50dBm이다.
[수학식 2]
△R = Rmax - Rmin
그런데, 도 5에서 보는 바와 같이, 송출세기가 1단계인 경우, 측정하는 수신세기 범위 △R으로 측정하여, D1-D0의 범위를 추정한다. 반면, 송출세기 4단계인 경우, 동일한 수신세기 범위 △R으로 측정하여, D4-D0의 범위를 추정한다.
즉, 송출세기의 단계가 높을수록 신호도달 거리는 짧아지나, 대신, 정확도는 더 높아질 수 있다. 예를 들어, 신호세기로 부터 거리를 추정할 때 10%의 오차가 있다고 가정한다.
송출세기가 1단계인 경우, 다음과 같은 오차가 발생한다.
(D1-D0)×10%의 오차 = (25m-1m)×10% = 2.4m
송출세기가 4단계인 경우, 다음과 같은 오차가 발생한다.
(D4-D0)×10%의 오차 = (10m-1m)×10% = 0.9m
각 단계 k에서의 오차 ek 를 표시하면, 다음 수학식과 같다.
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, E0 는 오차비율로서 사전에 정해지는 상수이다.
따라서 수신되는 비콘의 신호세기로부터 거리를 추정하되, 송출세기가 가장 작은 단계(가장 높은 송출세기 단계)의 신호로부터 거리를 추정하는 것이 보다 정확하게 추정할 수 있다.
도 4에서, 작업자 단말(50)이 A 지점에 있는 경우, 작업자 단말(50)은 송출세기가 1단계인 경우의 신호만 검출할 수 있다.
또한, 작업자 단말(50)이 B 지점에 있는 경우에는 송출세기가 1단계와 2단계인 경우의 신호만 검출할 수 있고, C 지점에 있는 경우에는 송출세기가 1단계와 2단계, 3단계인 경우의 신호를 검출할 수 있다.
마지막으로, 작업자 단말(50)이 D 지점에 있는 경우에는 모든 단계의 송출세기의 신호를 검출할 수 있다.
따라서 작업자 단말(50)이 다수의 송출세기로부터 신호를 수신하면, 다음과 같이 거리를 추정할 수 있다.
일실시예로서, 다수의 송출세기 단계의 수신 신호들 중에서 가장 높은 단계의 송출세기의 수신신호 세기로부터 거리를 추정한다. 즉, 송출세기가 가장 낮은 신호의 수신신호 세기로부터 거리를 추정한다.
또 다른 실시예로서, 다수의 송출세기 단계의 수신 신호들을 평균하여 거리를 추정한다.
또 다른 실시예로서, 다수의 송출세기 단계의 수신 신호들을 평균하여 거리를 추정하되, 송출세기 단계가 높을수록 가중치를 높게하여 가중 평균한다. 즉, 송출세기가 낮을수록, 해당 송출세기의 수신신호 세기에 가중치를 높게 한다.
특히, 바람직하게는, 가중치가 해당 송출세기의 수신 신호세기의 거리추정 오차 ek 에 반비례 하도록 설정한다.
즉, 다수의 송출세기별 수신신호 세기로부터 거리 d를 추정하는 수학식이 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00004
여기서, n은 수신되는 송출세기별 신호의 개수를 나타낸다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 방법을 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6에서 보는 바와 같이, 먼저, 위험물의 비콘(20)은 주기적으로 송출세기를 달리하여 신호를 송출한다(S10), 전체 주기가 T이고 송출세기의 종류가 모두 N개이면, 주기 T 동안 동일한 시간 간격(T/N)으로 나누어 각 송출세기에 해당하는 신호를 송출한다. 즉, 전체 주기가 400ms 이고, 송출세기의 종류가 4개이면, 100ms로 나누어 각 시간 동안 각 송출세기별 신호를 송출한다.
다음으로, 작업자 단말(50)에서 전체 주기 T 동안의 신호를 수신하고, 각 송출세기별 수신신호의 세기를 추출한다(S20). 예를 들어, 송출세기의 종류가 4개인 경우, 전체 주기 T 동안 4개의 송출세기별 신호들을 각각 수신한다. 그리고 해당 송출세기별 신호의 수신신호의 세기를 구한다.
이때, 전체 주기 T의 m배 동안 신호를 수신하고, 각 송출세기별로 m개의 신호로부터 m개의 수신신호 세기를 구하고 이들을 평균할 수 있다. 즉, m개의 신호세기를 평균하여, 각 송출세기별 수신신호 세기를 구한다.
다음으로, 다수의 송출세기별 신호세기로부터 거리를 추정한다(S30).
이때, 다수의 송출세기별의 수신 신호들 중에서 가장 작은 송출세기의 신호의 수신신호 세기로부터 거리를 추정한다. 앞서 수학식 1에 의해 거리를 추정한다.
또는, 다수의 송출세기별의 수신 신호들을 평균하여 거리를 추정하되, 송출세기가 낮을수록 가중치를 높게하여 가중 평균한다.
다음으로, 추정된 거리가 임계값 이하인지를 판단하여(S40), 이하이면 위험물에 근접한 것으로 판단하여 경고음 또는 알람을 발생시킨다(S50). 이때, 임계값을 다수 개로 설정하고 각 단계별로 알람의 정도를 달리하여 발생시킬 수 있다.
그리고 추정된 거리가 임계값 이상이면, 다시 신호를 수신하는 단계(S20)로 돌아가 반복한다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10 : 위험물 20 : 비콘
30 : 안전관리앱 50 : 작업자 단말
80 : 작업자

Claims (5)

  1. 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템에 있어서,
    위험물에 설치되어, 주기적으로 송출세기를 달리하여 신호를 송출하는 비콘; 및,
    상기 비콘에서 송출하는 신호를 수신하여 수신된 신호의 송출세기별 수신신호 세기를 측정하고, 측정된 다수의 송출세기별 수신신호 세기를 이용하여 위험물까지의 거리를 추정하는 작업자 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업자 단말은 송출세기가 가장 작은 신호의 수신신호 세기를 이용하여 거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작업자 단말은 다수의 송출세기별 수신신호 세기를 평균하여 거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 작업자 단말은 다수의 송출세기별 수신신호 세기를 가중 평균하여 거리를 추정하되, 송출세기가 낮을수록, 해당 송출세기의 수신신호 세기에 가중치를 높게하는 것을 특징으로 하는 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    다음 수식 1을 이용하여, 다수의 송출세기별 수신신호 세기로부터 거리 d를 추정하는 것을 특징으로 하는 송출 세기의 주기적 변경을 이용한 비콘 기반 IoT 안전관리 시스템.
    [수식 1]
    Figure pat00005

    단, n은 수신되는 송출세기별 신호의 개수이고, r은 k번째 송출세기의 신호의 수신신호 세기이고, dk(r)은 k번째 송출세기의 신호로부터 추정되는 거리이고, ek 는 k번째 송출세기의 신호로부터 추정되는 거리의 오차임.
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