KR20220068450A - Human body detection method based on channel state information of Bluetooth Low Energy AND Human body detection system using the same - Google Patents

Human body detection method based on channel state information of Bluetooth Low Energy AND Human body detection system using the same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for detecting a human body based on channel state information of Bluetooth Low Energy. The method in transmitting data by applying frequency hopping and Gaussian frequency-shift keying from a master device to at least one slave device includes the following steps of: transmitting a sequence of '0's having a predetermined length on a first frequency (f0) and transmitting a sequence of '1's having a predetermined length on a second frequency (f1) for a predetermined period of time; and collecting channel state information of frequency-hopped channels received from each slave device and determining the presence or absence of a human body based on a change in the channel state information.

Description

블루투스 저전력 프로토콜의 채널상태정보를 바탕으로한 인체감지기법 및 이를 이용한 인체감지시스템{Human body detection method based on channel state information of Bluetooth Low Energy AND Human body detection system using the same}Human body detection method based on channel state information of Bluetooth Low Energy AND Human body detection system using the same

본 발명은 특정 공간에 인체가 존재하는지를 감지하는 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 블루투스 저전력 프로토콜의 채널상태정보를 바탕으로한 인체감지기법 및 이를 이용한 인체감지시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting whether a human body is present in a specific space, and more particularly, to a human body detection method based on channel state information of a Bluetooth low energy protocol and a human body detection system using the same.

GPS를 활용한 위치 기반 서비스는 자동차용 네비게이션을 활용한 지도 안내 서비스를 필두로 중요한 대표적 ICT 기반 서비스가 되고 있다. 특히, 최근의 모바일 디바이스가 GPS 수신 모듈을 내장함으로써 이동 중인 개인을 대상으로 하는 위치 기반 서비스가 현실화된 상황이다. Location-based service using GPS is becoming an important representative ICT-based service, starting with map guidance service using car navigation. In particular, as recent mobile devices have built-in GPS reception modules, location-based services for moving individuals have become a reality.

그러나 GPS 서비스는 인공위성을 신호원으로 하는 서비스이므로 수신 디바이스가 실내로 진입하는 경우 송신국의 신호원이 차단되어 서비스가 불가하다. 따라서 GPS 서비스는 실외 서비스로 제한되므로 실내 위치 기반 서비스를 위한 요소 기술로서 WiFi를 이용하는 방법과 블루투스를 이용하는 방법이 제시되고 있다.However, since the GPS service is a service using an artificial satellite as a signal source, when the receiving device enters the room, the signal source of the transmitting station is blocked and the service is unavailable. Therefore, since the GPS service is limited to the outdoor service, a method of using WiFi and a method of using Bluetooth as element technologies for an indoor location-based service have been proposed.

특히, 블루투스를 이용하는 BLE(Bluetooth Low Energy) 기술은 저전력의 서비스 장치로 구현될 수 있어 최근 실내 위치 기반 서비스를 위한 기술로서 관심의 대상이 되었다. BLE 기술은 블루투스 기술에서의 비콘(Beacon) 메시지를 활용하여 거리를 측정함으로써 실내 위치 기반 서비스를 가능하게 한다. 즉, 비콘 모듈이 메시지를 주기적으로 주변에 뿌릴 경우 스마트폰을 가진 사람이 근처에 다가가면 스마트폰에 설치된 애플리케이션이 비콘 메시지의 신호 세기를 탐지하여 거리 측정이 가능하다. 특히 비콘 모듈에 다가가면 비콘 모듈이 설치된 주변의 정보를 보여 주거나 특정 이벤트를 사용자에게 보낼 수 있으므로 응용 서비스가 다양하다. In particular, BLE (Bluetooth Low Energy) technology using Bluetooth can be implemented as a low-power service device, and thus has recently become a subject of interest as a technology for indoor location-based services. BLE technology enables indoor location-based services by measuring the distance using a beacon message in Bluetooth technology. That is, when the beacon module periodically sprinkles a message around, when a person with a smartphone approaches nearby, an application installed on the smartphone detects the signal strength of the beacon message, thereby measuring the distance. In particular, when approaching the beacon module, it can show information about the surroundings where the beacon module is installed or send a specific event to the user, so the application services are diverse.

즉, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)은 BLUETOOTH 4.0으로써, 기존의 블루투스(BLUETOOTH)의 단점인 전력소비를 보완한 저전력 무선통신이 핵심이다.In other words, Bluetooth Low Energy (BLE) is BLUETOOTH 4.0, and low-power wireless communication that compensates for power consumption, which is a disadvantage of existing Bluetooth (BLUETOOTH), is the key.

블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)은 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 통하여 신호의 송수신 상태를 확인하고, 이러한 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 통해서 실내 위치 측위 및 사물 존재확인 기술이 연구되고 있으나, RSSI(Received Signal Strength Indicator)는 정밀도가 낮고 주변의 변화 및 멀티패스(Multipath) 에 따른 영향을 많이 받는다.Bluetooth Low Energy (BLE) checks the transmission/reception status of signals through RSSI (Received Signal Strength Indicator), and indoor positioning and object existence verification technologies are being studied through this RSSI (Received Signal Strength Indicator). , RSSI (Received Signal Strength Indicator) has low precision and is greatly affected by changes in the surroundings and multipath.

KRKR 10-2018-008309510-2018-0083095 AA

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하는 방법 및 시스템을 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above technical problem, and provides a method and system for detecting a human body based on Channel State Information (CSI) of Bluetooth Low Energy (BLE). .

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)로 마스터 장치에서 슬레이브 장치로 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신한 후, 슬레이브 장치에서 수신한 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 학습하여 상기 마스터 장치와 상기 슬레이브 장치 사이에 인체가 존재하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 인체감지기법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problem, a sequence of '0' having a predetermined length for a predetermined period from a master device to a slave device using Bluetooth Low Energy (BLE) is transmitted to the first frequency. After transmitting to (f0) and transmitting a sequence of '1' having a predetermined length to the second frequency f1, the master device learns the change in Channel State Information (CSI) received from the slave device There is provided a human body detection method, characterized in that it is determined whether a human body exists between the device and the slave device.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하는 방법에 있어서, 마스터 장치에서 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치로 주파수 호핑(Frequency Hopping) 및 GPSK(Gaussian Frequency Shift Keying)를 적용하여 데이터를 송신함에 있어서, 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신하는 단계와, 각 슬레이브 장치에서 수신한 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하고, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 토대로 인체의 유무를 판단하는 단계를 포함하는 인체감지기법이 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in a method for detecting a human body based on Channel State Information (CSI) of a Bluetooth Low Energy (BLE) protocol, at least one slave in a master device In transmitting data by applying Frequency Hopping and Gaussian Frequency Shift Keying (GPSK) to the device, a sequence of '0' having a predetermined length is transmitted at a first frequency f0 for a predetermined period and Transmitting a sequence of '1' having a length of There is provided a human body detection method including the step of collecting and determining the presence or absence of a human body based on a change in channel state information (CSI).

또한, 본 발명에서 채널상태정보(Channel State Information, CSI)는 신호강도 및 신호위상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the channel state information (Channel State Information, CSI) is characterized in that it includes a signal strength and a signal phase.

또한, 본 발명에서 마스터 장치와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치 사이에 장애물이 없을 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 기준으로 마스터 장치와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치 사이에 인체가 존재할 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하여 인체존재 상태를 학습시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, based on channel state information (CSI) when there is no obstacle between the master device and at least one slave device, the channel state when a human body is present between the master device and at least one slave device Collecting information (Channel State Information, CSI) characterized in that it further comprises the step of learning the state of the human body.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하는 시스템에 있어서, 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치로 주파수 호핑(Frequency Hopping) 및 GPSK(Gaussian Frequency Shift Keying)를 적용하여 데이터를 송신함에 있어서, 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신하는 마스터 장치와, 각 슬레이브 장치에서 수신한 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하고, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 토대로 인체의 유무를 판단하는 제어장치를 포함하는 인체감지시스템이 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in a system for detecting a human body based on Channel State Information (CSI) of Bluetooth Low Energy (BLE), at least one slave device In transmitting data by applying frequency hopping and Gaussian Frequency Shift Keying (GPSK), a sequence of '0' having a predetermined length is transmitted at a first frequency f0 for a predetermined period and a predetermined length The master device that transmits the sequence of '1' having And, there is provided a human body detection system including a control device for determining the presence or absence of a human body based on a change in channel state information (CSI).

본 발명의 실시예에 따른 인체감지기법 및 이를 이용한 인체감지시스템은, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하여 정확성을 향상시킬 수 있다. 즉, 각 채널별 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 측정하여 인체의 유무에 따른 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 학습하여 인체유무를 판단한다.The human body detection method and the human body detection system using the same according to an embodiment of the present invention detect the human body based on Channel State Information (CSI) of the Bluetooth Low Energy (BLE) and improve the accuracy. can That is, by measuring the channel state information (CSI) for each channel, the change of the channel state information (CSI) according to the presence or absence of the human body is learned to determine the presence or absence of the human body.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체감지시스템의 구성도
도 1a는 도 1의 인체감지시스템의 좀 더 상세한 구성도
도 2는 제안된 인체감지시스템의 마스터와 슬레이브가 데이터를 송신하는 방식을 나타낸 도면
도 3은 제안된 인체감지시스템에서 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 상태를 나타낸 도면1 is a block diagram of a human body detection system according to an embodiment of the present invention;
1A is a more detailed configuration diagram of the human body detection system of FIG.
2 is a diagram showing a method of transmitting data between a master and a slave of the proposed human body detection system;
3 is a view showing the state of a plurality of channels frequency-hopping in the proposed human body detection system;

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체감지시스템의 구성도이고, 도 1a는 도 1의 인체감지시스템의 좀 더 상세한 구성도이고, 도 2는 제안된 인체감지시스템의 마스터와 슬레이브가 데이터를 송신하는 방식을 나타낸 도면이고, 도 3은 제안된 인체감지시스템에서 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 상태를 나타낸 도면이다.1 is a configuration diagram of a human body detection system according to an embodiment of the present invention, FIG. 1A is a more detailed configuration diagram of the human body detection system of FIG. 1, and FIG. It is a diagram showing a method of transmitting , and FIG. 3 is a diagram showing the states of a plurality of channels frequency-hoped in the proposed human body detection system.

본 실시예에 따른 인체감지시스템은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.The human body detection system according to the present embodiment includes only a simple configuration for clearly explaining the technical idea to be proposed.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제안된 인체감지시스템은 마스터 장치(Master), 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 및 제어장치(Controller)를 포함하여 구성된다.1 to 3, the proposed human body detection system is configured to include a master device (Master), slave devices (Slave1, Slave2, Slave3) and a controller (Controller).

상기와 같이 구성되는 인체감지시스템의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.The main operation of the human body detection system configured as described above is as follows.

인체감지시스템은 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지한다.The human body detection system detects a human body based on Channel State Information (CSI) of the Bluetooth Low Energy (BLE) protocol.

즉, 인체감지시스템에 적용된 인체감지기법은, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)로 마스터 장치(Master)에서 슬레이브 장치(Slave)로 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신한다.That is, the human body detection method applied to the human body detection system is a Bluetooth low energy protocol (Bluetooth Low Energy, BLE) from the master device to the slave device (Slave) for a predetermined period of time a sequence of '0' having a predetermined length. A sequence of '1' having a predetermined length is transmitted at a first frequency f0 and a second frequency f1 is transmitted.

제어장치(Controller)는 슬레이브 장치(Slave)에서 수신한 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 학습하여 마스터 장치(Master)와 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 사이에 인체가 존재하는지를 판단한다.The controller learns the change of channel state information (CSI) received from the slave device (Slave) and checks whether a human body exists between the master device (Master) and the slave devices (Slave1, Slave2, Slave3). judge

이때, 마스터 장치(Master)로부터 ‘0’의 시퀀스 및 ‘1’의 시퀀스를 수신하는 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3)는 적어도 하나 이상일 수 있다.In this case, there may be at least one slave device (Slave1, Slave2, Slave3) receiving the sequence of '0' and the sequence of '1' from the master device (Master).

즉, 제어장치(Controller)는 마스터 장치(Master)와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 사이에 장애물이 없을 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 기준으로 마스터 장치(Master)와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 사이에 인체가 존재할 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하여 인체존재 상태를 학습시키면서,That is, the controller is the master device (Master) and at least one slave device (Slave1, Slave2, Slave3) when there is no obstacle between the channel state information (Channel State Information, CSI) based on the master device (Master) ) and at least one slave device (Slave1, Slave2, Slave3) while collecting Channel State Information (CSI) when a human body exists to learn the human body existence state,

채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 고려하여 마스터 장치(Master)와 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 사이에서의 인체존재 유무를 판단한다. 이때, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)는 신호강도 및 신호위상을 포함한다.The presence or absence of a human body is determined between the master device (Master) and the slave devices (Slave1, Slave2, Slave3) in consideration of changes in channel state information (CSI). At this time, the channel state information (Channel State Information, CSI) includes a signal strength and a signal phase.

블루투스의 무선 시스템은 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400 ~2483.5MHz를 사용한다. 이 중 위 아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402~2480MHz, 총 79개 채널을 쓴다. Bluetooth's wireless system uses ISM (Industrial Scientific and Medical) frequency band of 2400 ~ 2483.5MHz. Of these, in order to prevent interference from other systems that use frequencies above and below, 2402 to 2480 MHz, excluding the range from 2 MHz after 2400 MHz to 3.5 MHz before 2483.5 MHz, is used for a total of 79 channels.

ISM이란 산업, 과학, 의료용으로 할당된 주파수 대역으로, 전파사용에 대해 허가를 받을 필요가 없어 저전력의 전파를 발산하는 개인 무선기기에 많이 쓰인다. 아마추어 무선, 무선LAN, 블루투스가 이 ISM 대역을 사용한다.ISM is a frequency band allocated for industrial, scientific, and medical purposes, and it is widely used in personal wireless devices that emit low-power radio waves because there is no need to obtain a license for use of radio waves. Amateur radio, wireless LAN, and Bluetooth use this ISM band.

여러 시스템들과 같은 주파수 대역을 이용하기 때문에 시스템간 전파 간섭이 생길 우려가 있는데, 이를 예방하기 위해 블루투스는 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식을 취한다. 주파수 호핑이란 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 패킷(데이터)을 조금씩 전송하는 기법이다. 블루투스는 할당된 79개 채널을 1초당 1600번 호핑한다.Since several systems use the same frequency band, there is a risk of radio wave interference between systems. To prevent this, Bluetooth uses a frequency hopping method. Frequency hopping is a technique in which packets (data) are transmitted little by little while moving a large number of channels quickly according to a specific pattern. Bluetooth hops the 79 allocated channels 1600 times per second.

이 호핑 패턴이 블루투스 기기 간에 동기화되어야 통신이 이루어진다. 블루투스는 기기간 마스터 장치(Master)와 슬레이브 장치(Slave) 구성으로 연결되는데, 마스터 장치가 생성하는 주파수 호핑에 슬레이브 장치를 동기화시키지 못하면 두 기기(장치) 간 통신이 이루어지지 않는다.Communication takes place only when this hopping pattern is synchronized between Bluetooth devices. Bluetooth is connected in the configuration of a master device and a slave device between devices. If the slave device cannot be synchronized with the frequency hopping generated by the master device, communication between the two devices (devices) is not made.

이로 인해 다른 시스템의 전파 간섭을 피해 안정적으로 연결될 수 있게 된다. 참고로 하나의 마스터 장치에는 최대 7대의 슬레이브 기기를 연결할 수 있으며, 마스터 장치와 슬레이브 장치 간 통신만 가능할 뿐 슬레이브 장치 간의 통신은 불가능하다. 그러나 마스터 장치와 슬레이브 장치의 역할을 바꾸면서 상호 간에 데이터 교환이 가능하다.As a result, it is possible to avoid interference from other systems and make a stable connection. For reference, a maximum of 7 slave devices can be connected to one master device, and only communication between the master device and the slave device is possible, but communication between the slave devices is not possible. However, it is possible to exchange data with each other by changing the roles of the master device and the slave device.

일반적으로 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)은 GPSK(Gaussian Frequency Shift Keying) 및 채널호핑(channel hopping)으로 인해 채널별 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 측정하기 어렵다는 단점이 있다.In general, Bluetooth Low Energy (BLE) has a disadvantage in that it is difficult to measure Channel State Information (CSI) for each channel due to Gaussian Frequency Shift Keying (GPSK) and channel hopping.

이러한 문제를 해결하기 위해 제안된 인체감지시스템은 연속된 ‘1’ 및 ‘0’ 신호를 보내고 채널호핑(channel hopping)으로 인한 시간에 따른 채널변화를 수집하여 동일 시간대에 전송된 것처럼 처리하면 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)에서도 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 구할 수 있다. 이때, 연속된 ‘1’ 및 ‘0’ 신호를 연속적으로 전송하는 동안 채널호핑이 일어나지 않은 상태에서는 ‘1’의 시퀀스의 주파수와 ‘0’의 시퀀스의 주파수는 각각 일정시간 동안 고정된다.To solve this problem, the proposed human body detection system sends consecutive '1' and '0' signals, collects channel changes according to time due to channel hopping, and treats them as if they were transmitted in the same time zone. Channel State Information (CSI) can also be obtained from a protocol (Bluetooth Low Energy, BLE). At this time, in a state where channel hopping does not occur while continuously transmitting the '1' and '0' signals, the frequency of the sequence of '1' and the frequency of the sequence of '0' are fixed for a predetermined time, respectively.

즉, 제안된 인체감지시스템은 각 채널별 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 측정하여, 인체의 유무에 따른 CSI 변화를 딥러닝(Deep learning)을 통해 학습하여 인체유무를 판단할 수 있다.That is, the proposed human body detection system measures the channel state information (CSI) for each channel and learns the CSI change according to the presence or absence of the human body through deep learning to determine the presence or absence of the human body. .

상술한 바와 같이, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하는 시스템은,As described above, a system for detecting a human body based on Channel State Information (CSI) of Bluetooth Low Energy (BLE) is,

마스터 장치(Master)와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 및 제어장치(Controller)로 구성된다.It consists of a master device (Master), at least one or more slave devices (Slave1, Slave2, Slave3), and a controller (Controller).

이때, 마스터 장치(Master)는 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3)로 주파수 호핑(Frequency Hopping) 및 GPSK(Gaussian Frequency Shift Keying)를 적용하여 데이터를 송신하는데, 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신한다.At this time, the master device (Master) transmits data by applying frequency hopping and Gaussian Frequency Shift Keying (GPSK) to at least one or more slave devices (Slave1, Slave2, Slave3), a predetermined length for a predetermined period A sequence of '0' having '0' is transmitted at the first frequency f0 and a sequence of '1' having a predetermined length is transmitted at the second frequency f1.

제어장치(Controller)는 각 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3)에서 수신한 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하고, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 토대로 인체의 유무를 판단한다.The controller collects channel state information (CSI) of a plurality of frequency hopping channels received from each slave device (Slave1, Slave2, Slave3), and the channel state information (Channel State Information, CSI) to determine the presence or absence of the human body.

이와 같이 제안된 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하는 방법은,The method of detecting a human body based on the proposed channel state information (CSI) of the Bluetooth low energy protocol (Bluetooth Low Energy, BLE) is,

마스터 장치(Master)에서 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치로 주파수 호핑(Frequency Hopping) 및 GPSK(Gaussian Frequency Shift Keying)를 적용하여 데이터를 송신하는데, 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신하는 단계와,A master device (Master) transmits data by applying frequency hopping and Gaussian Frequency Shift Keying (GPSK) to at least one or more slave devices. A sequence of '0' having a predetermined length is generated for a predetermined period. Transmitting at 1 frequency f0 and transmitting a sequence of '1' having a predetermined length at a second frequency f1;

각 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3)에서 수신한 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하고, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 토대로 인체의 유무를 판단하는 단계를 통해서 진행된다.Collects channel state information (CSI) of a plurality of channels subjected to frequency hopping received from each slave device (Slave1, Slave2, Slave3), and changes in channel state information (CSI) It proceeds through the stage of judging the presence or absence of the human body based on the

이때, 마스터 장치(Master)와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 사이에 장애물이 없을 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 기준으로 마스터 장치(Master)와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치(Slave1, Slave2, Slave3) 사이에 인체가 존재할 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 계속 수집하여 인체존재 상태를 학습시키는 단계가 더 진행될 수 있다.At this time, based on the channel state information (CSI) when there is no obstacle between the master device (Master) and at least one or more slave devices (Slave1, Slave2, Slave3), the master device (Master) and at least one slave A step of learning the human body state by continuously collecting channel state information (CSI) when a human body exists between the devices Slave1, Slave2, and Slave3 may be further performed.

즉, 단순히 마스터 장치와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치 사이에 장애물이 없을 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)와 장애물이 있을 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 비교하여 인체존재 상태를 확인할 수도 있고, That is, by simply comparing the channel state information (CSI) when there is no obstacle between the master device and at least one slave device with the channel state information (CSI) when there is an obstacle, the human presence state You can also check

딥러닝 알고리즘을 적용하여 계속적으로 학습시키면서 인체존재 상태를 판별할 수도 있다. 이때, 딥러닝 알고리즘을 통해 장애물의 종류를 식별하는 과정이 더 포함될 수 있다. 장애물별 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화가 상이할 수 있으므로, 이러한 상이한 정보를 학습하여 인체 또는 물체를 식별할 수도 있을 것이다It is also possible to determine the state of the human body while continuously learning by applying a deep learning algorithm. In this case, the process of identifying the type of obstacle through the deep learning algorithm may be further included. Since the change of channel state information (CSI) for each obstacle may be different, it will be possible to identify a human body or an object by learning such different information.

본 발명의 실시예에 따른 인체감지기법 및 이를 이용한 인체감지시스템은, 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하여 정확성을 향상시킬 수 있다. 즉, 각 채널별 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 측정하여 인체의 유무에 따른 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 학습하여 인체유무를 판단한다.The human body detection method and the human body detection system using the same according to an embodiment of the present invention detect the human body based on Channel State Information (CSI) of the Bluetooth Low Energy (BLE) and improve the accuracy. can That is, by measuring the channel state information (CSI) for each channel, the change of the channel state information (CSI) according to the presence or absence of the human body is learned to determine the presence or absence of the human body.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (5)

블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)로 마스터 장치에서 슬레이브 장치로 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신한 후, 슬레이브 장치에서 수신한 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 학습하여 상기 마스터 장치와 상기 슬레이브 장치 사이에 인체가 존재하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 인체감지기법.
With Bluetooth Low Energy (BLE), a sequence of '0' having a predetermined length is transmitted from the master device to the slave device for a predetermined period at the first frequency (f0), and a sequence of '1' having a predetermined length is transmitted. After the sequence is transmitted at the second frequency f1, it is determined whether a human body exists between the master device and the slave device by learning a change in channel state information (CSI) received from the slave device. human body detection method.
 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하는 방법에 있어서,
마스터 장치에서 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치로 주파수 호핑(Frequency Hopping) 및 GPSK(Gaussian Frequency Shift Keying)를 적용하여 데이터를 송신함에 있어서, 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신하는 단계; 및
각 슬레이브 장치에서 수신한 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하고, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 토대로 인체의 유무를 판단하는 단계;
를 포함하는 인체감지기법.
In a method for detecting a human body based on Channel State Information (CSI) of Bluetooth Low Energy (BLE),
In transmitting data by applying frequency hopping and Gaussian Frequency Shift Keying (GPSK) from the master device to at least one slave device, a sequence of '0' having a predetermined length for a predetermined period is performed at the first frequency. transmitting at (f0) and transmitting a sequence of '1' having a predetermined length at a second frequency f1; and
Collects channel state information (CSI) of a plurality of frequency hopping channels received from each slave device, and determines the presence or absence of a human body based on changes in channel state information (CSI) to do;
Human body detection method including.
 제2항에 있어서,
상기 채널상태정보(Channel State Information, CSI)는 신호강도 및 신호위상을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체감지기법.
3. The method of claim 2,
The channel state information (Channel State Information, CSI) is a human body detection method, characterized in that it includes a signal strength and signal phase.
 제2항에 있어서,
상기 마스터 장치와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치 사이에 장애물이 없을 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 기준으로 상기 마스터 장치와 적어도 하나 이상의 슬레이브 장치 사이에 인체가 존재할 때의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하여 인체존재 상태를 학습시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체감지기법.
3. The method of claim 2,
Channel state information when there is a human body between the master device and at least one slave device based on channel state information (CSI) when there is no obstacle between the master device and at least one slave device State Information, CSI) to collect and learn the state of the human body; human body detection method, characterized in that it further comprises.
 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy, BLE)의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 바탕으로 인체를 감지하는 시스템에 있어서,
적어도 하나 이상의 슬레이브 장치로 주파수 호핑(Frequency Hopping) 및 GPSK(Gaussian Frequency Shift Keying)를 적용하여 데이터를 송신함에 있어서, 소정의 기간 동안 소정의 길이를 갖는 ‘0’의 시퀀스를 제1 주파수(f0)로 송신하고 소정의 길이를 갖는 ‘1’의 시퀀스를 제2 주파수(f1)로 송신하는 마스터 장치; 및
각 슬레이브 장치에서 수신한 주파수 호핑(Frequency Hopping)한 복수의 채널들의 채널상태정보(Channel State Information, CSI)를 수집하고, 채널상태정보(Channel State Information, CSI)의 변화를 토대로 인체의 유무를 판단하는 제어장치;
를 포함하는 인체감지시스템.In a system for detecting a human body based on Channel State Information (CSI) of Bluetooth Low Energy (BLE),
In transmitting data by applying frequency hopping and Gaussian Frequency Shift Keying (GPSK) to at least one slave device, a sequence of '0' having a predetermined length for a predetermined period is performed at a first frequency (f0) a master device for transmitting to and transmitting a sequence of '1' having a predetermined length at a second frequency f1; and
Collects channel state information (CSI) of a plurality of frequency hopping channels received from each slave device, and determines the presence or absence of a human body based on changes in channel state information (CSI) control device;
A human body detection system comprising a.
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WO2018080124A2 (en) * 2016-10-24 2018-05-03 엘지전자 주식회사 Deep learning neural network based security system and control method therefor
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