WO2018208046A2 - Ｂｌｅ 비콘 기반 항만 출입 차량 관리와 위치 추적 스마트 포트 시스템 - Google Patents

Ｂｌｅ 비콘 기반 항만 출입 차량 관리와 위치 추적 스마트 포트 시스템 Download PDF

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WO2018208046A2
WO2018208046A2 PCT/KR2018/005141 KR2018005141W WO2018208046A2 WO 2018208046 A2 WO2018208046 A2 WO 2018208046A2 KR 2018005141 W KR2018005141 W KR 2018005141W WO 2018208046 A2 WO2018208046 A2 WO 2018208046A2
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김현
서영민
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아이티플래닛 주식회사
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    • G—PHYSICS
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    • H04M1/72403—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality

Definitions

  • the present invention relates to a Bluetooth Low Energy (BLE) beacon based port access vehicle management smart port (Smart Port) system, and more specifically, to construct a port operation information network in which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed in a port, IoT-based beacon tag operated by solar panel and rechargeable battery and beacon AP that can sense it, and beacon AP that installs and senses beacon tag on objects or vehicles.
  • Real time location service (RTLS) server to recognize the location of the beacon tagged objects and vehicles and monitor the movement route, and display it on the GIS map by the GIS server, when entering the vehicle gate in conjunction with the container terminal port automation system Port access control of the worker / visitor vehicle, the mobile phone number associated with the beacon tag of the driver of the port access vehicle.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • Smart Port Smart Port
  • beacon tags It transmits device ID and RSSI (Received signal strength indicator) value unilaterally at regular intervals, and recognizes the beacon AP for each point of the beacon tag.It stores the device ID and RSSI value of the beacon tag and GPS location information of the beacon AP.
  • ARMGC Automated Rail Mounted Gantry Crane
  • beacon-tagged port vehicle It transmits to the terminal port automation system, and manages the access control of the beacon-tagged port vehicle, and transmits the work order to the smart device associated with the beacon tag information of the port access vehicle through the neighboring beacon AP, and the location of the port buildings and facilities Based on the information, the route of movement is determined by positioning and tracking the information and location of the vehicle of the worker / visitor.
  • Management, and related to access security management, hazardous area safety, beacon tag is attached to provide a major asset and location-based hazardous materials management cost, BLE beacon-based smart fleet management and port access port system.
  • the representative RFID system used in port logistics is an active RFID communication system based on 433MHz, which uses the international standard of ISO / IEC 18000-7.
  • the standard defines various command packets of an RFID reader that can be broadly divided into two types of broadcast commands and peer-to-peer commands, and responds to RFID tag response messages. Define.
  • a method used to identify and track an item in a port is a method in which a worker carries a terminal such as a PDA and manually grasps the existence and condition of the item and transmits the information to a server through a WLAN installed in the port.
  • this method has the advantage of collecting and maintaining accurate information, but it requires high labor costs and may not be able to quickly grasp the state of the changing goods.
  • RFID technology can currently overcome the drawbacks of this approach. That is, after attaching RFID tags to each container, and sending a collection command using an RFID reader, information of each tag can be automatically collected through a wireless radio. It can respond quickly to unexpected situations, such as damage or theft of goods, without the need for operator confirmation.
  • Patent Registration No. 10-10415980000 (Registration Date June 08, 2011), "Active RFID system for port logistics with multi-hop communication and its communication method" is disclosed.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional RFID system for port logistics.
  • the tag may include a command receiver for receiving a reader's P2P command or a broadcast command from a reader or another tag, and the reader's P2P command or broadcast command to the command receiver.
  • a response message transmitter for transmitting its own response message to a reader or another tag that has transmitted the message, a command transfer unit for retransmitting a P2P command or broadcast command of the reader received from the command receiver to another tag, and the command transmitter
  • a response message receiver for receiving a response message from a tag that transmits a P2P command or a broadcast command of the reader, and if the command received at the command receiver is a broadcast command, the broadcast command includes its tag ID and a few hops from the reader.
  • a command reconfiguration unit for reconfiguring the broadcast command by adding a level value according to the same and providing the command transfer unit, and a command retransmitted by another tag in a response message when the broadcast command received through the command receiving unit is a command transmitted from another tag.
  • Response message reconstruction unit to reconstruct the response message and add it to the response message receiver by adding the information identifying the recognition, the level value according to how many hops the reader has passed, and the ID of the tag that delivered the command to the reader.
  • recording a lower tag for transmitting the response message received from the response message receiver as a child tag, and recording the upper tag for transmitting the broadcast command received from the command receiver as a parent tag and storing it as a tree network topology. Contains the child table.
  • Patent Registration No. 10-1368755 discloses a "port and container management system and method using a smartphone”.
  • the container management system for ports and ships includes a container control unit 300 for outputting state information of a container detected through a sensor unit attached to a container through a communication module, and the container control unit 300 using 433 MHz frequency based on TinyOS.
  • Smartphone to control and manage the dongle 200 through a dongle (Dongle) 200 for performing communication, and a smartphone app (App) using an Android-based Android Open Accessory Development Kit (ADK) ( 100), and the management server 400 for receiving and collecting the state information of the container via the smart phone 100.
  • ANK Android Open Accessory Development Kit
  • the container control unit 300 outputs "Arming" status information indicating the lock of the container and "Dearming" status information indicating the unlocking of the container in order to provide safety of the container sealing. That is, when the container is opened in the locked state (Arming), it is confirmed that the container is illegally opened.
  • the dongle 200 is mounted to the smart phone 100 by USB, supports the 433MHz frequency and supports the locking (Arming) and opening (Dearming) function to confirm the safety of the container.
  • the reason for using the frequency of 433MHz is because the 433MHz band has the usefulness to operate even through a large metal object including water, but is not limited to this, various embodiments are possible within the scope of the technical idea.
  • the dongle 200 and the smartphone jack 100 is connected to each other is not limited to the USB, all connected to the configuration through the various sockets provided for connecting to the external device provided in the smartphone 100 Note that this can be done. In this specification, for simplicity and clarity, the description is limited to USB.
  • the dongle 200 is developed using TinyOS rather than general firmware.
  • the development environment of the existing general dongle has been developed using firmware, but when using the firmware, there is a difficulty in development period or maintenance.
  • TinyOS manages its own task scheduler, which reduces the development time and improves program reliability. Therefore, the dongle of the present invention can be efficiently managed by using the communication module provided by TinyOS.
  • the port container terminal is called the yard where the containers are stacked, and the block is divided into blocks.
  • the port entry vehicle carrying the container receives a work order and uses crane or unloading equipment in the block. Unload containers and manage containers until they are shipped to the ship by large cranes.
  • vehicles entering and exiting the port container terminal may use a paper sheet indicating the position where the vehicle will stop to work on the container even if the container terminal gate recognizes that the vehicle has entered the port through RFID or other computer equipment. The receiving task will be performed.
  • the existing port access management system used an active RFID system based on 433MHz or 900MHz in the port logistics, and now installed an RFID reader and installed a pole at the end of the road.Recognition distance is also a problem. There were a lot of problems due to the collision of the poles, and all the vehicles passing through the port container terminal were recognized, but there was a disadvantage that the vehicle could not be measured during the pole accident.
  • Patent Document 1 Patent Registration No. 10-10415980000 (Registration Date June 08, 2011), "Active RFID System for Port Logistics with Multi-hop Communication and Its Communication Method", Pusan National University
  • Patent Document 2 Patent Registration No. 10-1368755 (Registration date February 20, 2014), "Port and vessel container management system and method using smartphone", Bulls Broadband, Dong-A University Industry-Academic Cooperation Foundation
  • An object of the present invention for solving the problems of the prior art is to build a port operation information network in which a beacon tag and a plurality of beacon AP in the port, IoT-based beacon tag (Beacon Tag) operated by a small solar panel and a rechargeable battery And a beacon AP capable of sensing the same, and install a beacon tag on an object (tangible asset, dangerous substance) or vehicle and use a beacon AP to sense the location through a real time location service (RTLS) Monitor the location and tracking of beacon-tagged objects and vehicles by the server, and display them on the GIS map by the GIS server, and interlock with the container terminal port automation system to manage the port access and control of workers / visitors when entering the vehicle gate Container receipt or delivery to smartphone of driver / visitor's mobile number associated with beacon tag attached to access vehicle Active Rail Mounted Gantry Crane (ARMGC) for unmanned automated yard crane-Yard unloading equipment.
  • ARMGC Active Rail Mounted Gantry Crane
  • ID and RSSI Receiveived signal strength indicator
  • the beacon AP recognizes each point of the beacon tag so that the device ID (Tag ID), RSSI value of the beacon tag, and GPS location information of the beacon AP
  • To the container terminal port automation system to manage access of beacon-tagged port vehicles, and to send work orders to nearby smart devices associated with beacon tag information of port access vehicles through nearby beacon APs, Based on the location information of the worker and the visitor's vehicle information and location to track and track the movement route by moving and Not management, to provide area security risk management, asset and is attached to the main location-based hazardous materials management beacon tag, BLE will provide a beacon and port-based access management Smart car port system.
  • the BLE beacon-based port access vehicle management smart port system transmits the device ID and RSSI value at regular intervals, and BLE (Bluetooth Low Energy) attached to the person and objects / equipment, and the port access vehicle ) Beacon tag;
  • a GPS receiver is provided and installed in a plurality of areas of a port and a building, and receives a device ID (tag ID) and a TSSI value from the beacon tag attached to a person and an object / equipment and a port entrance vehicle and tracks its location.
  • a plurality of beacon APs installed in a plurality of regions; And a device ID (Tag ID) and an RSSI value transmitted from the beacon tag attached to a person, an object / equipment, and a port access vehicle through a port operation information network on which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed, after the beacon AP recognizes the tag ID and RSSI values.
  • Tag ID device ID
  • RSSI value transmitted from the beacon tag attached to a person, an object / equipment, and a port access vehicle through a port operation information network on which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed, after the beacon AP recognizes the tag ID and RSSI values.
  • Beacon tag using the device ID (Tag ID) and RSSI value of the beacon tag GPS location information of the beacon AP to manage port access vehicles and beacon-based positioning technology of at least one beacon AP installed in a plurality of points RTLS server that tracks the location of the traffic and tracks traffic routes, including location information based access security management of the beacon tag of the accessor / worker / manager of the port container terminal, real-time movement location tracking and monitoring, and the location of the beacon tag on the GIS map.
  • it contains a hazardous area safety beacon tagged assets to prevent spills and beacons
  • Port container terminal automation system that provides a tag attached location-based hazardous materials management
  • the beacon-based positioning technology is the nearest post survey in the beacon tag and the nearest beacon AP when the distance between the beacon tag and the beacon AP is 5 m or less, the triangulation or quadrilateral survey is 10 to 20 m when the beacon tag and the nearest beacon AP are 5 to 10 m. If you use a four-sided survey, or if you are more than 20 meters, use a five- or six-sided survey.
  • the container terminal port automation system is used to set a no-access zone of a port container terminal or a secure area and set a no-access time, and is mapped to beacon tag information and geo-fencing, and immediately alerts an administrator when entering or exiting an unauthorized user.
  • Geo fencing / micro fencing unit for providing a notification; And after receiving a user registration from the user of the beacon tag of the port access vehicle, and when entering the port vehicle gate automatically includes a work instruction unit for sending the container receipt and delivery certificate, work instruction related to container unloading and shipping of the port,
  • the container terminal port automation system is linked with an ERP system in which employee information is stored and an access management server that checks access authority and visitor information.
  • the BLE beacon-based port access vehicle management smart port system builds a port operation information network in which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed in a port, and is an IoT-based beacon tag operated by a small solar panel and a rechargeable battery (Beacon). Tag) and a beacon AP that can sense it.
  • the beacon AP installs a beacon tag on an object (tangible asset, dangerous substance) or vehicle and senses it through the RTLS ( Real Time Location Service) tracks the location of the beacon-tagged objects and the vehicle and monitors the movement path by the server, and works in conjunction with the container terminal port automation system to manage the port access of the worker / visitor vehicle and the driver of the vehicle.
  • RTLS Real Time Location Service
  • beacon tag Issue a container receipt or delivery card to the smartphone of the mobile number associated with the beacon tag, Active function and integrated monitoring is performed upon arrival of ARMGC through the Yard Block Entrance, and the beacon tag transmits the device ID (Tag ID) and RSSI (Received signal strength indicator) values at regular intervals.
  • Beacon AP recognizes every point of tag and transmits device ID (Tag ID), RSSI value of beacon tag, GPS location information of beacon AP to container terminal port automation system, and manages access of beacon tag port vehicle,
  • the work order is transmitted to the smart device associated with the beacon tag information of the port access vehicle through the neighboring beacon AP, and the location and tracking of the worker / visitor's vehicle is located and tracked based on the location information of the port buildings and facilities.
  • Access security management, hazardous area safety management, and beacon-tagged states that manage traffic and display them on the GIS map by the GIS server. It has the effect of providing a location-based assets and hazardous materials management.
  • first wireless data is sent to the smartphone associated with the beacon tag of the port entrance vehicle to send the container receipt (degree), and pass through without interruption, smart of the mobile number associated with the beacon tag of the port access vehicle It delivers position information and work orders to work with containers on the phone, and it replaces and simplifies all other complex systems.
  • the yard the area where the containers are stacked in the container terminal at the port is called the yard and the area is divided into blocks.
  • the vehicle does not know the direction or location of each block as it passes through each block. You simply know that you have passed, and even if you go under the container unloading crane, you have to wait for the crane to work according to the unloading and loading schedule. Even if you don't immediately recognize the arrival of the automated crane, I often wait.
  • the port logistics automation is built through the port operation information network where the beacon tag and the plurality of beacon APs are built, so that the direction of the vehicle passing can be known and the position of the vehicle can be accurately known even when it arrives under the crane. And, if you wait for the long-term shipment work from the bottom of the crane, you can notify that you are waiting to arrive through the smartphone application can be shortened the waiting time.
  • beacon tags of port access vehicles in real time on the container terminal side enables the unloading and loading operations using available resources (crane or unloading equipment) in the vicinity, thereby reducing productivity and time efficiency. Will improve.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional RFID system for port logistics.
  • Figure 2 is based on the location information of the building and facilities based on the location information of the IoT-based BLE beacon tag and the real-time beacon tag using the beacon AP (Beacon AP) access / security management, such as workers / visitors / managers and visitors / workers.
  • Beacon AP beacon AP
  • 3 is a solution of a security management service that provides access security management, pre / post response to a safety accident, dangerous situation recognition, and alarm propagation based on location information of a moving object of a person / thing or a port access vehicle. .
  • FIG. 4 is a block diagram of a BLE beacon based port access vehicle management smart port system according to an embodiment of the present invention.
  • beacon APs which are asset-tagged beacon tags such as a plurality of beacon APs, visitor card type beacon tags, equipment and port access vehicles, etc. installed in buildings and facilities, yards and blocks in the port. It transmits to the container terminal port automation system (B-RTLS integrated management system: RTLS server equipped with web server, DB server, and positioning engine) through TCP / IP and sensed through TCP / IP.
  • B-RTLS integrated management system RTLS server equipped with web server, DB server, and positioning engine
  • FIG. 7 is a view showing the product features of the card-type beacon tag, asset-attached beacon tag.
  • FIG. 8 is a view showing the characteristics of the beacon AP.
  • FIG. 9 is a view showing the key functions of the BLE beacon-based port access vehicle management smart port system-SW platform.
  • 10 is a view comparing the technical features of the first generation barcode, second generation 900MHz RFID system, third generation Bluetooth 4.0 Beacon, UWB of the port SMART PORT system.
  • FIG. 11 is a view illustrating a beacon-based positioning technology based on a distance between a beacon tag and a beacon AP in the port smart port system.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a Beacon-based location positioning technology in the port smart port system.
  • FIG. 13 illustrates a user registration and container receipt (degree) screen of a smart port application using Bluetooth 4.0 and GPS embedded in a smart device.
  • a BLE beacon that issues container receipts and provides active functionality and integrated monitoring upon arrival of an automated rail mounted Gantry Crane (ARMGC) after passing a yard block entrance.
  • ARMGC automated rail mounted Gantry Crane
  • a container terminal harbor automation system is interlocked with a container terminal harbor automation system, and after registering a smart phone user of a port access vehicle through a port operation information network in which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed, searching for user information and vehicle number according to port security when entering a vehicle gate Inquiry on container terminal gate automation (COPINO) information, check the vehicle number and container number by smart phone of driver's mobile phone number of port access vehicle, issue container receipt (degree) to check container status when arriving / exporting COPINO It is a flow chart to complete the STS work by automatically transmitting the document EIR (Equipment Receipt Interchange) and guiding the vehicle to the designated EIR block location through the Yard station and route guidance.
  • COPINO vehicle gate Inquiry on container terminal gate automation
  • 16 is a view showing a beacon AP installation method (port container terminal gate) for each base.
  • 17 is a view illustrating a beacon AP installation method (Yard Block Entrance) for each base.
  • FIG. 18 is a view showing a beacon AP installation method (ARMGC) for each base.
  • ARMGC beacon AP installation method
  • 19 is a view showing a beacon AP installation method (Ship To Shore CRANE) for each base.
  • the BLE beacon-based port access vehicle management smart port system of the present invention establishes a port operation information network in which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed, and an IoT-based beacon tag 710 and a port operated by a small solar panel and a rechargeable battery.
  • Beacon AP 720 is equipped with a GPS receiver installed in each area of the port vehicle through the beacon AP (720) to install and sense the beacon tag 710 on the object (tangible assets, dangerous materials) or vehicle Real time location service (RTLS) server for location recognition of access control server monitors the location and tracking of beacon-tagged objects (vehicles, dangerous materials) and vehicles, and displays them on GIS map by GIS server.
  • RTLS Real time location service
  • the container when entering the vehicle gate, the container is connected to the smartphone of the driver / visitor's mobile phone number associated with the beacon tag attached to the vehicle. Issuance of receipts or deliveries, active function and integrated monitoring on arrival at the Automated Rail Mounted Gantry Crane (ARMGC) through the Yard Block Entrance, with beacon tags Periodically, the device ID and RSSI (received signal strength indicator) values are unilaterally transmitted to recognize the beacon AP 720 at each point of the beacon tag 710, thereby recognizing the device ID (Tag) of the beacon tag.
  • ARMGC Automated Rail Mounted Gantry Crane
  • beacon ID the container terminal port automation system 730
  • RSSI values the beacon AP
  • GPS location information of the beacon AP are transmitted to the container terminal port automation system 730, and the access control of the port vehicle with the beacon tag 710 is attached, and the beacon of the port access vehicle through the neighboring beacon AP.
  • Figure 2 is based on the location information of the building and facilities based on the location information of the IoT-based BLE beacon tag and the real-time beacon tag using the beacon AP (Beacon AP) access / security management, such as workers / visitors / managers and visitors / workers.
  • Beacon AP beacon AP
  • the platform uses the IoT-based BLE beacon tag and real-time location information using beacon AP for people / things / port access vehicles based on the location information of buildings and facilities.
  • 3 is a solution of a safety management service that provides access security management, pre / post response to a safety accident, dangerous situation recognition, and alarm propagation based on location information of a moving object of a person / thing or a port access vehicle.
  • FIG. 4 is a block diagram of a BLE beacon based port access vehicle management smart port system according to an embodiment of the present invention.
  • beacon APs which are asset-tagged beacon tags such as a plurality of beacon APs, visitor card type beacon tags, equipment and port access vehicles, etc. installed in buildings and facilities, yards and blocks in the port. It transmits to the container terminal port automation system (B-RTLS integrated management system: RTLS server equipped with web server, DB server, and positioning engine) through TCP / IP and sensed through TCP / IP.
  • B-RTLS integrated management system RTLS server equipped with web server, DB server, and positioning engine
  • a Bluetooth Low Energy (BLE) Beacon Tag 710 which transmits a Tag ID and an RSSI value at regular intervals and is attached to people and objects / equipment and port access vehicles;
  • beacon tag 710 attached to a person and object / equipment and a port access vehicle.
  • a plurality of beacon APs 720 installed in a plurality of areas such as buildings and facilities that receive and track their positions;
  • Web server 731 port access vehicle information, access control information, DB server 733 for storing work instruction information and beacon tag 710 and related information according to the unloading and loading work schedule, and beacon tag for each time zone RTLS server 732 for monitoring the location and tracking of the beacon tag through positioning and tracking of,
  • beacon-based positioning techniques using nearest post, triangulation, quadrilateral, 5-angular, or hexagonal surveys of at least one beacon AP installed at multiple points, such as Yard, Block, etc.
  • RTLS server with RTLS Real Time Location Service
  • Real-time moving mirror Track and monitor location and display beacon tag locations on GIS maps send work orders to smart devices associated with beacon tags, hazardous area safety management for location-based situational response in the event of a safety incident, beacon tagged assets and hazardous materials
  • U-RTLS Integrated Management System U-RTLS Integrated Management System 730 that provides for costly asset spill prevention and location based hazardous materials management.
  • the container terminal port automation system (U-RTLS integrated management system) 730 is an RTLS server 732 having a Real Time Location Service (RTLS) location positioning engine that tracks the location and movement of beacon tags attached to a vehicle. It includes, and the employee information is stored in the ERP system 770, the access management server 780 to check the access authority and visitor information by the pass.
  • RTLS Real Time Location Service
  • the container terminal port automation system 730 is connected to the RTLS server 732 and displays the location information of the beacon tag 710 for each time zone on the 2D / 3D map of the buildings and facilities of the port container terminal or the monitoring area. And a GIS server 740 displaying point of interest (POI) information.
  • POI point of interest
  • Container terminal port automation system 730 includes a web server 731; DB server 733 which stores port entry vehicle information, access management information, work instruction information for each worker according to the loading and unloading schedule and the beacon tag 710 and related information; Receiving a device ID (Tag ID), RSSI value and GPS location information of the beacon AP from the beacon tag 710 through at least one or more beacon AP 720 nearby, the closest post survey of at least one beacon AP, triangular RTLS location positioning that provides movement information of the vehicle by managing the current location and cumulative tracking information of the beacon tag by time zone using beacon-based location positioning technology using survey, quadrangular, 5-angular, and hexagonal And a tracking engine, which is linked to the GIS server 740 and used in the actual work site (2D map), floor-based map management, map-based object position mashup representation, map-based beacon tag 710 of the vehicle An RTLS server 732 for tracking a moving route and displaying a moving line;
  • Beacon tag information vehicle registration number, name, social security number, address, email address, mobile phone number, metadata that maps beacon tag and object, includes vehicle number and container number, latitude and longitude information when scanning beacon tag A beacon tag information manager managing content and tasks mapped with the beacon tag;
  • An access security management unit interworking with an access management server and managing vehicle number and visitor / worker information of a port access vehicle associated with a beacon tag; And after receiving the user registration from the user of the beacon tag of the port access vehicle, and includes a work instruction unit for automatically sending the container receipt or delivery certificate and work instruction related to the container unloading and shipping at the port vehicle gate entry.
  • Container terminal port automation system 730 prevents safety accidents by restricting access to dangerous areas and places, and provides real-time location information of beacon tags of workers by providing dangerous area safety management for location-based situation response in case of safety accidents.
  • Sending a text message to the mobile phone number of the user associated with the beacon tag through a prompt evacuation further includes a safety management unit corresponding to the safety accident.
  • the container terminal port automation system 730 sets a no-access zone of a port container terminal or a secure area and sets a no-access time, and is mapped to beacon tag information and geo-fencing. It further includes a geo-fencing / micro fencing unit that provides an immediate alert notification.
  • Beacon tags are used to attach expensive tangible assets or hazardous materials.
  • Container terminal port automation system 730 is a beacon tag attached to expensive tangible assets, to prevent external leakage of expensive assets tagged with beacons and to manage location-based hazardous materials tagged with beacons in hazardous areas It further includes the management and management of dangerous substances.
  • Container Terminal Port Automation System (730) supports GCM / APN PUSH, cumulative log-based statistics of port access vehicles and visitors / workers, user tracking cumulative heat maps, unloading and loading task bar graphs by company, pie charts, scatter plots And a statistical processing unit for displaying statistical information graphically.
  • the beacon tag 710 includes an antenna, a 2.4 GHz BLE communication unit, a controller, a memory for storing the device ID, a controller for transmitting a device ID (Tag ID) of the beacon tag at regular intervals, and a timer connected to the controller.
  • a device ID Tag ID
  • Beacon tag 710 uses a built-in battery beacon tag that can be used for more than a year, 13.56MHz, 2.4GHz dual tag-in-card beacon tag, 2.4GHz USB-type beacon tag, 13.56MHz, 2.4GHz necklace on the necklace Tag, 900 MHz, 2.4 GHz Dual Tag in Asset Attached Beacon Tag
  • the 13.56 MHz beacon tag has a 10 cm reading and the 2.4 GHz beacon tag has a 50 m reading.
  • Beacon AP 720 is a radio transceiver 721 using an antenna and a 2.4GHz BLE communication unit for receiving a device ID and RSSI value of the beacon tag from the beacon tag at regular intervals;
  • the control unit 722 for controlling to transmit the device ID (Tag ID) and RSSI value of the beacon tag 710 and the GPS location information of the beacon AP 720;
  • a GPS receiver 723 connected to the control unit 722 and receiving GPS location information of the beacon AP;
  • a storage unit 724 connected to the control unit 722 and temporarily storing a device ID (Tag ID), an RSSI value of the beacon tag 710, and GPS location information of the beacon AP 720 when the beacon tag is detected;
  • a Wi-Fi communication unit 727 connected to the control unit 722;
  • an Ethernet connection unit 729 connected to the control unit 722.
  • the beacon AP 720 may further include a timer connected to the controller.
  • the beacon AP 720 is equipped with a GPS receiver, has a Wi-Fi communication unit, supports TCP / IP communication, and the beacon tag from the beacon tag 710 attached to a person and object / equipment and a port access vehicle. Receives a device ID (Tag ID) and RSSI value (tracking target tag signal) and transmits the GPS ID information of the beacon AP to the RTLS server 732 of the container terminal port automation system 730 having the RTLS positioning engine. .
  • beacon tag signals in the range of about 50m in units of beacon AP
  • a beacon tag attached to a tracking target of a person, an object / equipment, a port moving vehicle, etc., and a beacon AP capable of sensing the same are RTLS engines for location recognition. It consists of application services (entry security management, hazardous area safety management, major asset and location based hazardous materials management).
  • Container terminal port automation system (U-RTLS integrated management system) 730 is a web server 731, DB server (733) for storing port entry vehicle information, work order information by loading and unloading work schedule, beacon tag and related information. , And an RTLS server 732 having a Real Time Location Service (RTLS) location positioning engine that tracks the location and movement of beacon tags,
  • RTLS Real Time Location Service
  • the employee information is stored in the ERP system 770 and access control server 780 to check the access authority and visitor information is linked.
  • Beacon AP 720 is a site of the shop floor, the beacon AP (720) to scan the beacon tag 710 to determine the location, and the beacon tag is attached at the RTLS server 733 of the container terminal port automation system 730 Positioning and tracking of beacon tags and location-based movement path monitoring services by positioning the location of equipment (types of assets, dangerous materials) or beacon tags 710 attached to the vehicle, and monitoring them by GIS server on the GIS map.
  • the beacon AP 720 locates the beacon tag 710 of the smartphone 790 to track and track the location in the harbor container terminal, It provides movement path monitoring service of beacon tag by time zone.
  • FIG. 7 is a view showing the product features of the card-type beacon tag, asset-attached beacon tag.
  • FIG. 8 is a view showing the characteristics of the beacon AP.
  • Beacon Access Point (AP) 720 is a container terminal port that receives a tag signal including a device ID (Tag ID) and RSSI value of the beacon tag 710 attached to a tracking target such as a person, object / equipment, and port moving vehicle.
  • the device transmits to the RTLS server 732 of the automation system 730, and provides a tag scan function, supports Wi-Fi communication, and supports TCP / IP communication.
  • the beacon AP 720 is equipped with a GPS receiver, has a Wi-Fi communication unit, supports TCP / IP communication, and beacon tag from the beacon tag 710 attached to a person and object / equipment, and a port access vehicle Receives the device ID and the RSSI value (tracking target tag signal) of the beacon and transmits to the RTLS server 732 equipped with the RTLS location engine with the GPS location information of the AP.
  • Beacon AP 720 is the entrance and exit of buildings and facilities, harbor container terminal Gate, Yard Block Entrance (Yard Block Entrance, Automated Rail Mounted Gantry Crane, unmanned automated yard crane-Yard unloading equipment), Ship Crane To Shore CRANE).
  • Yard Block Entrance Automated Rail Mounted Gantry Crane, unmanned automated yard crane-Yard unloading equipment
  • Ship Crane To Shore CRANE Ship Crane To Shore CRANE
  • the beacon AP 720 When the beacon AP 720 is installed in the port container terminal gate, when the beacon tag 710 of the port entrance vehicle is recognized by the nearest post survey, the device ID and RSSI value of the beacon tag 710 and the GPS of the beacon AP If the location information is transmitted to the container terminal port automation system 730, and the beacon tag related information is a registered user, the port entrance and exit from the container terminal port automation system 730 through a wired / wireless communication network (Wi-Fi, LTE) It automatically opens and closes port entrance and exit by sending door open / close signal to door open / close system.
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • Beacon AP 720 is connected to the container terminal port automation system 730 to enable TCP / IP communication via Wi-Fi or Ethernet, the container terminal port automation system 730 is connected to Wi-Fi or LTE It is connected to the port entrance door opening and closing system, and detects entry and exit of the port entrance vehicle.
  • FIG. 9 is a diagram showing the core functions of the BLE beacon-based port access vehicle management smart port system-SW platform as a system component.
  • Container terminal port automation system (U-RTLS integrated management system) 730 is a web server 731, port access vehicle information, access management information, work order information and beacon tags 710 according to the loading and unloading work schedules And a DB server 733 and RTLS server 732 for storing related information, and the device ID and RSSI values transmitted from the beacon tag 710 attached to the person and object / equipment and the port access vehicle.
  • the device ID and RSSI value of the beacon tag 710 and the GPS location information of the beacon AP are received to manage port access vehicles and the at least one beacon AP 720 installed at a plurality of points.
  • Real Time Location Service RTLS
  • RTLS Real Time Location Service
  • Port container Location-based access security management of beacon tags and tracking and monitoring of movement paths in real-time of the vehicle of the terminal's occupants / workers / managers, sending work orders to smart devices associated with beacon tags, and risks for location-based situations in case of safety accidents Provides local safety management, expensive tangible asset spill prevention with beacon tags, and location-based hazardous material management with beacon tags.
  • Container Terminal Port Automation System (U-RTLS Integrated Management System) 730 includes an RTLS server 732 with a Real Time Location Service (RTLS) location engine that tracks the location and movement of beacon tags.
  • RTLS Real Time Location Service
  • the information is linked with the stored ERP system 770, access control server 780 to check the access authority and visitor information.
  • the container terminal port automation system 730 displays location information of a time zone beacon tag 710 on a 2D / 3D GIS map of a port container terminal or a surveillance area, and displays point of interest (POI) information. It is used in connection with the GIS server 740.
  • POI point of interest
  • 10 is a view comparing the technical features of the first generation barcode, second generation 900MHz RFID system, third generation Bluetooth 4.0 Beacon, UWB of the port SMART PORT system.
  • the barcode uses a light source, has a recognition distance of 0 to 50 cm, and tags and tag readers have a low cost, but barcode duplication is easy, and barcode contamination causes a reduction in recognition rate.
  • RFID uses a frequency band of 900MHz, 2.4GHz, 900MHz has a 5m recognition distance, 2.4GHz 100 recognition distance, tags and tag readers are low cost, requires a separate RFID lido, infrastructure (AP, server) It is used for base position positioning, and a relatively large number of readers (antennas) are required for 900MHz applications.
  • Bluetooth 4.0 (BLE, Bluetooth Low Energy) uses 2.4GHz frequency band and operates at low power, within 100m of recognition distance, positioning accuracy of 2 ⁇ 3m, and relatively low cost of tag and tag reader (AP). It is applicable to IoT device (beacon tag) based location positioning and infrastructure (beacon AP, server) based location positioning, and can be applied to smartphones, expandability and various sensors.
  • UWB uses a frequency band of 3.8GHz to 4.8GHz and has a positioning accuracy of about 50cm, a relatively expensive tag and tag reader (AP), impossibility of using a smartphone, and infrastructure (beacon AP, server) based positioning. Apply.
  • FIG. 11 is a view illustrating a beacon-based positioning technology based on a distance between a beacon tag and a beacon AP in the port smart port system.
  • Beacon tag's IoT device eliminates uniform triangulation and uses multi-sided surveys based on beacon post and cell planning characteristics.
  • Beacon-based positioning technology is the nearest post survey at the beacon tag and the nearest beacon AP when the distance between the beacon tag and one beacon AP is 5 m or less, or the triangulation or quadrilateral survey at 5 to 10 m, 10 to 20 m If you are using a four-sided survey, if you are over 20m, use a five- or six-point survey.
  • a 3 + 1 positioning algorithm (spherical trigonometry and one assistive technology) is used as a base, that is, triangulation and quadrangling are used as a base, and if the distance between the beacon tag and the beacon AP is 20 m or more, the measured 3 Measured based on each survey and quadrangular survey, and additional one or two beacon APs are used. Even if some observation errors exist, the distances are based on statistics calculated by RSSI values measured by five or six APs. Convert to
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a Beacon-based location positioning technology in the port smart port system.
  • Beacon-based positioning technology uses a 3 + 1 positioning algorithm in which the beacon AP applies three basic positioning techniques and one assistive technique for positioning and calibrating beacon tags, and applies multiple complex positioning algorithms to spatial characteristics. To get a more accurate location.
  • the three basic positioning techniques are 1) the device ID (tag ID as Cell-ID) recognizes the nearest node, 2) the RSSI value converts the position using the relative signal strength, and 3) the direction is the beacon scanner. Convert the position using the characteristic of the directional antenna.
  • One assistive technology uses a three-axis accelerometer to calibrate the position of the target moving beacon tag on the basis of its moving and speed.
  • Application algorithms according to spatial characteristics use different application positioning algorithms according to open space, small room, middle room, object placement space, back corridor, and corridor intersection.
  • the open space type uses the RSSI value to determine where the positioning object is located.
  • the small room is determined only by entry / exit based on Cell-ID.
  • the middle room identifies entrance / exit locations based on Cell-ID and RSSI values.
  • the object placement space determines where the space is separated by the RSSI value and the direction.
  • the corridor type determines which point is located at both ends of the corridor based on Cell-ID and RSSI values.
  • the corridor intersection type determines the direction of movement after passing through the intersection by Cell-ID, RSSI value, and direction.
  • the smart port system uses the built-in Bluetooth 4.0 and GPS receivers of smartphones and smart pads to monitor the working vehicles in container terminals in real time, and the corresponding port devices (ARMGC, G / C, etc.) in the port are active before the work vehicle arrives. To enable container terminal productivity and accident tracking.
  • User information is registered in the container terminal port automation system linked with the container terminal Beacon AP / GPS receiver by using the external vehicle as a mobile communication network and the internal vehicle as a private LTE network.
  • the smart phone 790 of the driver of the port access vehicle searches for the beacon tag 710 and receives the received device ID and tag RSSI (received signal strength). , Or received signal sensitivity) value is transmitted to RTLS server through mobile communication network through Beacon AP / GPS receiver.
  • the Beacon AP / GPS receiver generates the job (JOB) in conjunction with the TOS with the received information and transmits the location of the device to the smartphone of the driver of the port entrance vehicle.
  • the port driver can check the container number, type, size, and availability.
  • GPS receiver information of the smartphone is transmitted to the RTLS Server once per second, and the administrator can monitor the location and movement route of the external vehicle entering the harbor.
  • GPS location information (outside vehicle is smartphone, YT is GPS equipment) has a lot of diffuse reflection (multi-pass) in container terminal environment, so accurate information cannot be obtained in real time.
  • beacon APs are used for the entrance and port gates of buildings and facilities using nearest post surveys, yard block entrances using multi-level surveys, and automated rail-mounted gantry cranes (ARMGCs). Crane-Yard unloading equipment), STS (Ship to Shore, GANTRY CRANE) to install a number of beacon AP (Beacon AP) to correct the correct position information.
  • ARMGCs automated rail-mounted gantry cranes
  • VMTs industrial tablet PCs
  • FIG. 13 illustrates a user registration screen and a container receipt screen of a smart port application using Bluetooth 4.0 and GPS embedded in a smart device.
  • the smart device uses any one of a smart phone, an industrial tablet PC, a smart pad, and a wearable pad, and the embodiment will be described as a smart phone.
  • the driver of the port entrance vehicle uses the driver's name, mobile phone number (contact number) and e-mail on the user registration screen of the Smart Port Application using Bluetooth 4.0 and GPS built into smart devices including smart phones and smart pads.
  • Input the address and vehicle number to the server of the container terminal port automation system 730 through mobile phone authentication in advance, and the smart phone number of the driver's mobile phone number of the port entrance vehicle with the beacon tag automatically attached when entering the port container terminal gate Receives a container receipt (degree) containing the vehicle number, date and time, import, device location, TYPE, F / E, container information, and ACTIVE information from the server on the phone.
  • the RTLS server monitors the location and movement of working vehicles in the terminal in real time. To ensure that the base unit (ARMGC, G / C, etc.) can be Active before the vehicle arrives to work to improve the productivity of container terminals to enable safety management and incident tracking.
  • a container terminal harbor automation system is interlocked with a container terminal harbor automation system, and after registering a smart phone user of a port access vehicle through a port operation information network in which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed, searching for user information and vehicle number according to port security when entering a vehicle gate Inquiry on container terminal gate automation (COPINO) information, check the vehicle number and container number by smart phone of driver's mobile phone number of port access vehicle, issue container receipt (degree) to check container status when arriving / exporting COPINO Automatically transmit document EIR (Equipment Receipt Interchange) and guide the vehicle to the designated EIR block location through Yard station and route guidance to perform STS (Ship to Shore, Gantry Crane loading from ship to dock) It is a flowchart to complete.
  • COPINO container terminal gate automation
  • Cargo truck drivers in charge of anal logistics will receive an EIR, a container condition check document, when entering the port.
  • the smart port system of the container terminal port automation system is a result of the container terminal's COPINO processing as a result of the container terminal's COPINO processing when the driver enters the vehicle's gate through the port operation information network with the beacon tag and the plurality of beacon APs. It provides in real time through push (PUSH) method that automatically informs container device location information of e-SLIP.
  • PUSH push
  • Beacon AP may install a port container terminal gate, a yard block entrance, an automated rail-mounted ganry crane (ARMGC), a ship crane (Ship To Shore CRANE) when installing a beacon AP for each base.
  • ARMGC automated rail-mounted ganry crane
  • Ship To Shore CRANE ship crane
  • 16 is a view showing a beacon AP installation method (port container terminal gate) for each base.
  • Beacon tag does not need to be connected to a separate power supply and network.
  • the built-in battery can be used for about 1 to 2 years.
  • beacon APs are attached to the “gate entry direction” for triangulation. Low speed and uninterrupted passage of port access vehicles is possible through the linkage function that installs a warning light to check the recognition and automatically opens the gate breaker when confirming information transmission.
  • FIG. 17 is a view illustrating a beacon AP installation method (Yard Block Entrance) for each base.
  • Yard Block Entrance a beacon AP installation method for each base.
  • FIG. 18 is a view showing a beacon AP installation method (ARMGC) for each base.
  • ARMGC beacon AP installation method
  • the beacon tag and the beacon AP are fixed by using double-sided tape or bolts on the back. Attach to the side of Sill Beam at 10M intervals.
  • 19 is a view showing a beacon AP installation method (Ship To Shore CRANE) for each base.
  • Beacon tag does not need to be connected to a separate power supply and network.
  • the built-in battery can be used for about 1 ⁇ 2 years.
  • Beacon AP is attached to the inside of GANTRY CRANE Seal Beam to triangulate the beacon tag. It is possible to check whether the vehicle has arrived at the bottom of the crane, in progress, or at a stop.
  • the beacon tag and the beacon AP are fixed by using double-sided tape or bolts on the back. Attach at height (more than 4.5M from the ground) when loading the container to prevent multipath.
  • the BLE beacon-based port access vehicle management smart port system builds a port operation information network in which a beacon tag and a plurality of beacon APs are constructed in a port, and is an IoT-based beacon tag operated by a small solar panel and a rechargeable battery (Beacon). Tag) and a beacon AP that can sense it.
  • the beacon AP installs a beacon tag on an object (tangible asset, dangerous substance) or vehicle and senses it through the RTLS ( Real Time Location Service) tracks the location of the beacon-tagged objects and the vehicle and monitors the movement path by the server, and works in conjunction with the container terminal port automation system to manage the port access of the worker / visitor vehicle and the driver of the vehicle.
  • RTLS Real Time Location Service
  • beacon tag Issue a container receipt or delivery card to the smartphone of the mobile number associated with the beacon tag, Active function and integrated monitoring is performed upon arrival of ARMGC through the Yard Block Entrance, and the beacon tag transmits the device ID (Tag ID) and RSSI (Received signal strength indicator) values at regular intervals.
  • Beacon AP recognizes every point of tag and transmits device ID (Tag ID), RSSI value of beacon tag, GPS location information of beacon AP to container terminal port automation system, and manages access of beacon tag port vehicle,
  • the work order is transmitted to the smart device associated with the beacon tag information of the port access vehicle through the neighboring beacon AP, and the location and tracking of the worker / visitor's vehicle is located and tracked based on the location information of the port buildings and facilities.
  • Access security management, hazardous area safety management, and beacon-tagged states that manage traffic and display them on the GIS map by the GIS server. It has the effect of providing a location-based assets and hazardous materials management.
  • first wireless data is sent to the smartphone associated with the beacon tag of the port entrance vehicle to send the container receipt (degree), and pass through without interruption, smart of the mobile number associated with the beacon tag of the port access vehicle It delivers position information and work orders to work with containers on the phone, and it replaces and simplifies all other complex systems.
  • the yard the area where the containers are stacked in the container terminal at the port is called the yard and the area is divided into blocks.
  • the vehicle does not know the direction or location of each block as it passes through each block. You simply know that you have passed, and even if you go under the container unloading crane, you have to wait for the crane to work according to the unloading and loading schedule. Even if you don't immediately recognize the arrival of the automated crane, I often wait.
  • the port logistics automation is built through the port operation information network where the beacon tag and the plurality of beacon APs are built, so that the direction of the vehicle passing can be known and the position of the vehicle can be accurately known even when it arrives under the crane. And, if you wait for the long-term shipment work from the bottom of the crane, you can notify that you are waiting to arrive through the smartphone application can be shortened the waiting time.
  • beacon tags of port access vehicles in real time on the container terminal side enables the unloading and loading operations using available resources (crane or unloading equipment) in the vicinity, thereby reducing productivity and time efficiency. Will improve.

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Abstract

본 발명은 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템에 관한 것으로, 항만에서 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 소형 태양 전지판과 충전지이 구비된 IoT 기반의 비콘 태그와 이를 센싱하는 비콘 AP가 구비되며, 비콘 AP를 통해 위치 인식을 위한 RTLS 서버에 의해 비콘 태그 부착 사물과 차량의 위치 추적 및 이동 경로를 모니터링하며, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템과 연동하여 차량 게이트 진입시 작업자/방문자 차량의 항만 출입관리, 항만 출입 차량의 운전자의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수(도)증을 발행하며, Yard Block Entrance를 통과 ARMGC 도착시 Active 모니터링하며, 비콘 태그가 일정 주기로 장치 ID와 RSSI 값을 일방적으로 송신만하여 비콘 태그의 포인트마다 비콘 AP에서 인식하여 비콘 태그의 장치 ID와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템으로 전송하며, 항만 차량의 출입 관리와, 인근 비콘 AP를 통해 항만 출입 차량의 비콘 태그 정보와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서를 전송하며, 항만의 건물과 시설물의 위치 정보를 기반으로 작업자/방문자의 차량의 비콘 태그의 정보와 위치를 측위하고 트래킹하여 이동 경로를 동선을 관리하며, 출입 보안관리, 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 주요 자산 및 위치 기반 위험 물질 관리를 제공한다.

Description

ＢＬＥ 비콘 기반 항만 출입 차량 관리와 위치 추적 스마트 포트 시스템
본 발명은 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘 기반 항만 출입차량 관리 스마트 포트(Smart Port) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항만에서 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 구축하고, 소형 태양 전지판과 충전지에 의해 작동되는 IoT 기반의 비콘 태그(Beacon Tag)와 이를 센싱할 수 있는 비콘 AP(Beacon AP)가 구비되며, 사물이나 차량에 비콘 태그를 설치하고 이를 센싱하는 비콘 AP를 통해 위치 인식을 위한 RTLS(Real Time Location Service) 서버에 의해 비콘 태그 부착 사물과 차량의 위치 추적 및 이동 경로를 모니터링하며 GIS 서버에 의해 이를 GIS 지도에 표시하고, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템과 연동하여 차량 게이트 진입시 작업자/방문자 차량의 항만 출입관리, 항만 출입 차량의 운전자의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수증 또는 인도증을 발행하며, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance)를 통과 ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane, 무인 자동화 야드 크레인-Yard 하역 장비) 도착시 Active 기능 및 통합 모니터링을 수행하며, 비콘 태그가 일정 주기로 장치 ID와 RSSI(Received signal strength indicator, 수신 신호 세기) 값을 일방적으로 송신만하여 비콘 태그의 포인트마다 비콘 AP에서 인식하여 비콘 태그의 장치 ID와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템으로 전송하며, 비콘 태그가 부착된 항만 차량의 출입 관리와, 인근 비콘 AP를 통해 항만 출입 차량의 비콘 태그 정보와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서를 전송하며, 항만의 건물과 시설물의 위치 정보를 기반으로 작업자/방문자의 차량의 정보와 위치를 측위하고 트래킹하여 이동 경로를 동선을 관리하며, 출입 보안관리, 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 주요 자산 및 위치 기반 위험 물질 관리를 제공하는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템에 관한 것이다.
항만 물류에서 사용되는 대표적인 RFID 시스템은 433MHz 기반의 능동형 RFID 통신 시스템으로 ISO/IEC 18000-7의 국제 표준을 사용하고 있다. 그리고 해당 표준은 크게 브로드캐스트 명령어와 P2P(Peer-to-Peer) 명령어 두 종류로 나눌 수 있는 RFID 리더(RFID Reader)의 각종 명령어 패킷을 정의하고, 이에 대한 RFID 태그(RFID tag)의 응답 메시지 형태를 정의한다.
미국에서는 수출입 물류의 흐름을 추적하고 화물의 보안 강화를 위해 전자봉인(e-Seal) 태그를 연구하고 있으며, 미국 및 유럽의 몇몇 항만에서는 항만 내 컨테이너 및 장비들에 433MHz 능동형 태그를 부착하여 각 물품의 식별과 선적 및 하역 작업 자동화에 시범 이용하고 있다.
현재 항만에서 물품을 식별하고 추적하기 위해 사용하는 방법은 작업자가 PDA 등 단말기를 들고 다니면서 수작업으로 물품의 존재 여부와 상태를 파악하여 항만에 설치된 무선랜을 통해 서버에 정보를 전달하는 방식이다.
숙련된 작업자를 가정할 경우 이 방식은 정확한 정보를 수집, 유지할 수 있다는 장점이 있으나 높은 인건비를 필요로 하고, 시시각각 변화하는 물품의 상태를 신속하게 파악하지 못할 가능성이 있다.
그러나, RFID 기술은 현재 이러한 방식의 단점을 해소해 줄 수 있다. 즉, 컨테이너 각각에 RFID 태그를 부착한 후, RFID 리더를 이용하여 수집 명령을 보내면 무선 라디오를 통해 각 태그의 정보를 자동으로 수집할 수 있다. 이는 물품의 파손이나 도난 같은 예기치 못한 상황에도 일일이 작업자가 확인할 필요 없이 신속하게 대응할 수 있다.
이와 관련된 선행기술1로써, 특허등록번호 10-10415980000 (등록일자 2011년 06월 08일), "다중 홉 통신을 갖는 항만 물류용 능동형 RFID 시스템 및 그 통신 방법"이 개시되어 있다.
도 1은 종래의 항만 물류용 RFID 시스템의 구성도이다.
현재 표준과의 호환성을 유지한 채 다중 홉 통신을 지원하기 위해 표준상의 명령어 및 응답 메시지 형태는 변경하지 않고, 기존에 사용하지 않던 일부 필드를 사용하여 음영지역의 태그가 주변 다른 태그를 통한 다중 홉 통신 방식으로 리더와의 통신이 가능하도록 한 항만 물류용 능동형 RFID 시스템 및 그 통신 방법은
리더와 태그를 포함하는 항만 물류용 능동형 RFID 시스템에 있어서, 상기 태그는 리더 또는 다른 태그로부터 리더의 P2P 명령어 또는 브로드캐스트 명령어를 수신하는 명령어 수신부와, 상기 명령어 수신부로 리더의 P2P 명령어 또는 브로드캐스트 명령어를 송신한 리더 또는 다른 태그로 자신의 응답 메시지를 송신하는 응답 메시지 송신부와, 상기 명령어 수신부로부터 수신된 리더의 P2P 명령어 또는 브로드캐스트 명령어를 다른 태그로 재송신하는 명령어 전달부와, 상기 명령어 전달부를 통해 리더의 P2P 명령어 또는 브로드캐스트 명령어를 송신한 태그로부터 응답 메시지를 수신하는 응답 메시지 수신부와, 상기 명령어 수신부에서 수신된 명령어가 브로드캐스트 명령어인 경우 브로드캐스트 명령어에 자신의 태그 ID와 리더에서 몇 홉을 거쳐 왔는지에 따른 레벨 값을 추가하여 브로드캐스트 명령어를 재구성하고 명령어 전달부로 제공하는 명령어 재구성부와, 상기 명령어 수신부를 통해 수신된 브로드캐스트 명령어가 다른 태그로부터 전송된 명령어인 경우 응답 메시지에 다른 태그가 재전송해준 명령어인지를 구별하는 정보와, 리더에서 몇 홉(hop)을 거쳐 왔는지에 따른 레벨 값과, 자신에게 명령을 전달해 준 태그의 ID를 추가하여 응답 메시지를 재구성하고 응답 메시지 수신부로 제공하는 응답 메시지 재구성부와, 상기 응답 메시지 수신부로부터 수신되는 응답 메시지를 송신하는 하위 태그를 자식 태그로 기록하고, 명령어 수신부로부터 수신되는 브로드캐스트 명령어를 송신하는 상위 태그를 부모 태그로 기록하여 트리 형태의 네트워크 토폴로지로 저장하는 자식 테이블을 포함한다.
이와 관련된 선행기술2로써, 특허등록번호 10-1368755에서는 "스마트폰을 이용한 항만 및 선박용 컨테이너 관리 시스템 및 방법"이 개시되어 있다.
항만 및 선박용 컨테이너 관리 시스템은 컨테이너에 부착된 센서부를 통해 감지된 컨테이너의 상태정보를 통신모듈을 통해 출력하는 컨테이너 제어부(300)와, TinyOS를 기반으로 433MHz 주파수를 사용하여 상기 컨테이너 제어부(300)와 통신을 수행하는 동글(Dongle)(200)과, 안드로이드(Android) 기반의 ADK(Android Open Accessory Development Kit)를 이용한 스마트폰 앱(App)을 통해 상기 동글(200)을 제어 및 관리하는 스마트폰(100)과, 상기 스마트폰(100)을 통해 컨테이너의 상태 정보를 전송받아 수집하고 관리하는 관리서버(400)로 구성된다.
상기 컨테이너 제어부(300)는 컨테이너 봉인의 안전성을 제공하기 위해 컨테이너의 잠금을 알리는 "Arming" 상태정보와, 컨테이너의 잠금 해제를 알리는 "Dearming" 상태정보를 출력한다. 즉, 잠금상태(Arming)에서 컨테이너가 개방되는 경우, 컨테이너가 불법적으로 열렸음을 확인한다.
상기 동글(200)은 스마트폰(100)에 USB로 장착되며, 433MHz 주파수를 지원하고 컨테이너의 안전을 확인하기 위해 잠금상태(Arming) 및 열림상태(Dearming) 기능을 지원해준다. 이때, 433MHz의 주파수를 사용하는 이유는 433MHz 대역이 물을 포함하는 대형 금속 물체를 뚫고도 동작할 수 있는 유용성을 가지기 때문이지만, 이에 한정되지 않으며, 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한, 동글(200)과 스마트폰(100)이 서로 연결되는 연결잭의 경우 USB에 한정되지 않으며, 스마트폰(100)에 구비된 외부기기와 연결하기 위해 구비된 다양한 소켓을 통해 연결되는 구성으로 모두 이루어질 수 있음에 주의해야 한다. 본 명세서에서는 설명의 간략화 및 명료함을 위해 USB로 한정하여 기재한다.
또한, 상기 동글(200)은 일반적인 펌웨어(Firmware)가 아닌 TinyOS를 이용하여 개발한다. 기존의 일반적인 동글의 개발환경은 펌웨어를 이용하여 개발을 진행하였지만, 펌웨이를 사용하는 경우, 개발기간이나 유지보수의 어려움이 있다. 이에 반해 TinyOS를 이용하여 개발하게 되는 경우, 작업 스케줄러(Task Scheduler) 등을 TinyOS가 자체 관리함으로써 개발시간을 단축하면서 프로그램 신뢰성이 올라가게 된다. 따라서, TinyOS에서 제공하는 통신모듈을 사용함에 따라 본 발명의 동글은 효율적으로 관리가 가능하다.
항만 컨테이너 터미널은 컨테이너가 쌓여 있는 구역을 야드(Yard)라 하고, 구역이 나눠져 있는 것을 블록(Block)이라고 하는데, 컨테이너를 실은 항만 출입 차량이 작업지시서를 발급받아 해당 블록에서 크레인이나 하역 장비를 사용하여 컨테이너를 하역하고, 대형 크레인에 의해 배에 선적될 때까지 컨테이너들을 관리한다.
*그러나, 항만 컨테이너 터미널을 출입하는 차량들은 컨테이너 터미널 게이트(Gate)에서는 RFID나 다른 전산장비를 통해 차량이 항만에 진입된 것을 인식해도 일단 차량이 정차하여 컨테이너를 작업할 정재 위치가 표시된 종이 용지를 받는 작업을 하게 된다.
또한, 기존 항만 출입 관리 시스템은 항만 물류에서 433MHz 또는 900MHz 기반의 능동형 RFID 시스템을 사용하였으며, 현재는 RFID 리더를 설치하여 도로 끝단에 폴을 세워 설치를 하였는데, 인식거리도 문제이고, 가끔 항만 차량들이 폴을 충돌하는 사고가 많아 문제가 많았고, 항만 컨테이너 터미널을 통과하는 차량을 다 인식되지만 폴 사고시에 차량을 측정하지 못하는 단점이 있었다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 1) 특허등록번호 10-10415980000 (등록일자 2011년 06월 08일), "다중 홉 통신을 갖는 항만 물류용 능동형 RFID 시스템 및 그 통신 방법", 부산대학교 산학협력단
(특허문헌 2) 특허등록번호 10-1368755 (등록일자 2014년 02월 20일), "스마트폰을 이용한 항만 및 선박용 컨테이너 관리 시스템 및 방법", (주)불스브로드밴드, 동아대학교 산학협력단
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 항만에서 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 구축하며, 소형 태양 전지판과 충전지에 의해 작동되는 IoT 기반의 비콘 태그(Beacon Tag)와 이를 센싱할 수 있는 비콘 AP(Beacon AP)가 구비되며, 사물(유형 자산, 위험 물질)이나 차량에 비콘 태그를 설치하고 이를 센싱하는 비콘 AP를 통해 위치 인식을 위한 RTLS(Real Time Location Service) 서버에 의해 비콘 태그 부착 사물과 차량의 위치 추적 및 이동 경로를 모니터링하며 GIS 서버에 의해 이를 GIS 지도에 표시하고, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템과 연동하여 차량 게이트 진입시 작업자/방문자 차량의 항만 출입관리, 항만 출입 차량에 부착된 비콘 태그와 연관된 운전자/방문자의 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수증 또는 인도증을 발행하며, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance)를 통과 ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane, 무인 자동화 야드 크레인-Yard 하역 장비 도착시 Active 기능 및 통합 모니터링을 수행하며, 비콘 태그가 일정 주기로 장치 ID(Tag ID)와 RSSI(Received signal strength indicator, 수신 신호 세기) 값을 일방적으로 송신만하여 비콘 태그의 포인트마다 비콘 AP에서 인식하여 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템으로 전송하며, 비콘 태그가 부착된 항만 차량의 출입 관리와, 인근 비콘 AP를 통해 항만 출입 차량의 비콘 태그 정보와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서를 전송하며, 항만의 건물과 시설물의 위치 정보를 기반으로 작업자/방문자의 차량의 정보와 위치를 측위하고 트래킹하여 이동 경로를 동선을 관리하며, 출입 보안관리, 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 주요 자산 및 위치 기반 위험 물질 관리를 제공하는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템은, 일정 주기로 장치 ID와 RSSI 값을 전송하며, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착되는 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘 태그; GPS 수신기가 구비되며, 항만과 건물의 복수의 영역에 설치되며, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착된 상기 비콘 태그로부터 장치 ID(Tag ID)와 TSSI값을 수신받아 그 위치를 추적하는 복수의 지역에 설치된 복수의 비콘 AP; 및 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 사람과 사물/장비 및 항만 출입 차량에 부착된 상기 비콘 태그로부터 전송된 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값을 상기 비콘 AP에서 인식 후, 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 전송받아 항만 출입차량 관리와, 복수의 지점에 설치된 적어도 하나 이상의 비콘 AP들의 비콘 기반 위치 측위 기술을 사용하여 비콘 태그의 위치 추적 및 동선을 파악하는 RTLS 서버를 포함하며, 항만 컨테이너 터미널의 출입자/작업자/관리자의 비콘 태그의 위치 정보 기반 출입 보안관리와 실시간 이동경로 위치 추적 및 모니터링과 비콘 태그의 위치를 GIS 지도에 표시하고, 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트 기기로 작업 지시서 전송, 안전 사고 발생시 비콘 태그의 위치 기반 상황 대응을 위한 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 자산 유출방지 및 비콘 태그가 부착된 위치 기반 위험 물질 관리를 제공하는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템을 포함하며,
상기 비콘 기반 위치 측위 기술은 상기 비콘 태그와 비콘 AP와의 거리가 5m 이하인 경우 상기 비콘 태그와 최근접 비콘 AP에서 최근접 포스트 측량, 5 ~ 10m 인 경우 3각 측량 또는 4각측량, 10 ~ 20m 인 경우 4각 측량, 20m 이상 인 경우 5각 측량 또는 6각 측량을 사용하고,
상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템은 항만 컨테이너 터미널 또는 보안 구역의 출입 금지 구역 설정, 출입 금지 시간 설정하며, 비콘 태그 정보와 지오펜싱에 매핑되어 사용되며 비인가 사용자 출입 또는 출입 금지 시간에 출입시 관리자에게 즉시 경보 알림을 제공하는 지오 펜싱/마이크로 펜싱부; 및 상기 항만 출입 차량의 비콘 태그의 사용자로부터 사용자 등록을 받은 후, 항만 차량 게이트 진입 시에 자동으로 항만의 컨테이너 하역과 선적에 관련된 컨테이너 인수증과 인도증, 작업 지시서를 전송하는 작업 지시부를 포함하며,
상기 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템은 직원 정보들이 저장된 ERP 시스템과, 출입 권한과 방문자 정보를 확인하는 출입 관리 서버와 연동된다.
본 발명에 따른 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템은 항만에서 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 구축하며, 소형 태양 전지판과 충전지에 의해 작동되는 IoT 기반의 비콘 태그(Beacon Tag)와 이를 센싱할 수 있는 비콘 AP(Beacon AP)가 구비되며, 사물(유형 자산, 위험물질)이나 차량에 비콘 태그를 설치하고 이를 센싱하는 비콘 AP를 통해 비콘 태그의 위치 인식을 위한 RTLS(Real Time Location Service) 서버에 의해 비콘 태그 부착 사물과 차량의 위치 추적 및 이동 경로를 모니터링하며, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템과 연동하여 차량 게이트 진입시 작업자/방문자 차량의 항만 출입관리, 항만 출입 차량의 운전자의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수증 또는 인도증을 발행하며, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance)를 통과 ARMGC 도착시 Active 기능 및 통합 모니터링을 수행하며, 비콘 태그가 일정 주기로 장치 ID(Tag ID)와 RSSI(Received signal strength indicator, 수신 신호 세기) 값를 일방적으로 송신만하여 비콘 태그의 포인트마다 비콘 AP에서 인식하여 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템으로 전송하며, 비콘 태그가 부착된 항만 차량의 출입 관리와, 인근 비콘 AP를 통해 항만 출입 차량의 비콘 태그 정보와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서를 전송하며, 항만의 건물과 시설물의 위치 정보를 기반으로 작업자/방문자의 차량의 정보와 위치를 측위하고 트래킹하여 이동 경로를 동선을 관리하며 GIS 서버에 의해 이를 GIS 지도에 표시하는 출입 보안관리, 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 주요 자산 및 위치 기반 위험 물질 관리를 제공하는 효과가 있다.
항만 컨테이너 터미널을 출입하는 차량이 컨테이너 터미널 Gate에서는 기존 RFID 시스템 처럼 외부 차량이 진입된 것을 인식하고 일단 차량이 정차하여 컨테이너를 작업할 정재 위치가 표시된 작업 지시서를 받는 대신에,
본 장비를 활용하면, 첫째 무선 데이터로 항만 출입 차량의 비콘 태그와 연관된 스마트폰으로 컨테이너 인수(도)증을 전송하며 무정차로 통과가 가능하고, 항만 출입 차량의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너를 작업할 정재 위치 정보와 작업 지시서를 전송하며, 다른 복잡한 시스템들을 전부 대체하고 단순화하는 효과가 있다.
두번째로, 항만의 컨테이너 터미널에서 컨테이너가 쌓여 있는 구역을 야드(Yard)라 하고 구역이 나눠져 있는 것을 블록(Block)이라고 하는데, 차량이 각각의 블록을 통과할 때 마다 진행방향이나 위치를 알지는 못하고 단순히 통과한 것만 알 수 있고, 컨테이너를 내리는 크레인 밑에 가서도, 하역 및 선적 작업 스케쥴에 따라 크레인이 작업해 줄 때까지 기다려야 하는데, 자동화 크레인이 도착한 사실을 바로 인식을 못하더라도 연락 방법이 없어 많은 시간을 대기하는 경우가 많다.
본 장비를 활용하면, 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 항만 물류 자동화를 구축함으로써, 차량이 통과하는 진행방향을 알 수 있고 크레인 밑에 도착해서도 차량의 위치를 정확히 알 수 있고, 크레인 하부에서 장기간 선적 작업해주기를 기다리게 되는 경우, 스마트폰 어플을 통해 도착해서 대기중인 것을 알릴 수 있어 대기시간이 단축될 수 있다.
또한, 컨테이너 터미널 측에서 실시간으로 항만 출입 차량들의 비콘 태그의 위치가 파악되어 부근에 있는 가용한 자원(크레인이나 하역장비)을 이용하여 하역 및 선적 작업할 수 있게 함으로써 하역 효율성과 시간단축에 의해 생산성을 향상시키게 된다.
도 1은 종래의 항만 물류용 RFID 시스템의 구성도이다.
도 2는 건물과 시설물의 위치 정보에 기초하여 IoT 기반 BLE 비콘 태그와 비콘 AP(Beacon AP)를 사용한 실시간 비콘 태그의 위치정보를 바탕으로 작업자/방문자/관리자 등의 출입/보안관리와 출입자/작업자의 비콘 태그의 위치 탐지 및 이동경로 모니터링, 안전관리, 주요자산 및 위험물질 관리를 제공하는 플랫폼의 개요를 나타낸 도면이다.
도 3은 사람/사물 또는 항만 출입 차량의 이동하는 대상에 대한 위치 정보를 기반으로 출입 보안관리와, 안전 사고에 대한 사전/사후 대응, 위험 상황 인지, 경보 전파를 제공하는 안전 관리서비스의 솔류션이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템 구성도이다.
도 5와 6은 항만에서 건물과 시설물, 야드(Yard) 및 블록(Block)에 설치된 복수의 비콘 AP, 방문자 카드형 비콘 태그, 장비와 항만 출입 차량 등의 자산 태그 부착형 비콘 태그를 비콘 AP를 통해 센싱하여 TCP/IP를 통해 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템(B-RTLS 통합관리 시스템: 웹 서버, DB 서버, 측위 엔진을 구비하는 RTLS 서버)으로 전송하며, 업무용 PC의 웹과 스마트폰으로 서비스 되는 시스템 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 7은 카드형 비콘 태그, 자산 부착형 비콘 태그의 제품 특징을 나타낸 도면이다.
도 8은 비콘 AP의 특징을 나타낸 도면이다.
도 9는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템- SW 플랫폼의 핵심 기능을 나타낸 도면이다.
도 10은 항만 SMART PORT 시스템의 1세대 바코드, 2세대 900MHz RFID 시스템, 3세대 Bluetooth 4.0 Beacon, UWB의 기술 특징을 비교한 도면이다.
도 11은 항만 스마트 포트 시스템에서 비콘 태그와 비콘 AP와의 거리에 따른 비콘 기반 위치 측위 기술을 나타낸 도면이다.
도 12는 항만 스마트 포트 시스템에서 Beacon 기반 위치 측위 기술을 나타낸 도면이다.
도 13은 스마트 기기에 내장된 블루투스 4.0과 GPS를 이용하여 스마트 포트 애플리케이션(Smart Port Application)의 사용자 등록 및 컨테이너 인수(도)증 화면을 나타낸다.
도 14는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템과 연동하여, 항만에 차량 게이트 진입 시 항만 출입 차량의 운전자의 스마트폰으로 컨테이너 인수(도)증을 발행하며, 운전자의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수(도)증을 발행하며, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance)를 통과 후 ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane, 무인 자동화 야드 크레인-Yard 하역 장비) 도착시 Active 기능 및 통합 모니터링을 제공하는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템 구성도이다.
도 15는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템과 연동하여, 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 항만 출입 차량의 스마트폰 사용자 등록 후, 차량 게이트 진입시 항만 보안에 따라 사용자 정보 및 차량 번호 조회, 컨테이너 터미널 게이트 자동화(COPINO) 정보 조회, 항만 출입 차량의 운전사의 이동전화번호의 스마트폰으로 차량번호와 컨테이너 번호를 확인하여 컨테이너 인수(도)증을 발행하여 COPINO 도착/항만 반출 시 컨테이너 상태 점검서류인 EIR(Equipment Receipt Interchange, 기기수도증)을 자동 전송하고, Yard 장치장과 경로 안내를 통해 EIR 지정 Block 위치로 차량을 안내하여 STS 작업을 완료하는 순서도이다.
도 16은 거점별 비콘 AP 설치 방안(항만 컨테이너 터미널 Gate)을 나타낸 도면이다.
도 17은 거점별 비콘 AP 설치 방안(Yard Block Entrance)을 나타낸 도면이다.
도 18은 거점별 비콘 AP 설치 방안(ARMGC)을 나타낸 도면이다.
도 19는 거점별 비콘 AP 설치 방안(Ship To Shore CRANE)을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
본 발명의 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템은 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 구축하고, 소형 태양 전지판과 충전지에 의해 작동되는 IoT 기반의 비콘 태그(710)와 항만의 각 지역에 설치된 GPS수신기가 탑재된 비콘 AP(720)가 구비되며, 사물(유형 자산, 위험 물질)이나 차량에 비콘 태그(710)를 설치하고 이를 센싱하는 비콘 AP(720)를 통해 항만 차량 출입관리 서버의 위치 인식을 위한 RTLS(Real Time Location Service) 서버에 의해 비콘 태그 부착 사물(자산, 위험 물질)과 차량의 위치 추적 및 이동 경로를 모니터링하며 GIS 서버에 의해 이를 GIS 지도에 표시하고, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템과 연동하여 차량 게이트 진입시 차량에 부착된 비콘 태그와 연관된 운전자/방문자의 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수증 또는 인도증을 발행하며, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance)를 통과 ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane, 무인 자동화 야드 크레인-Yard 하역 장비) 도착시 Active 기능 및 통합 모니터링을 수행하며, 비콘 태그가 일정 주기로 장치 ID와 RSSI(Received signal strength indicator, 수신 신호 세기) 값을 일방적으로 송신만하여 비콘 태그(710)의 포인트마다 비콘 액세스포인트(Beacon AP)(720)에서 인식하여 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)으로 전송하며, 비콘 태그(710)가 부착된 항만 차량의 출입 관리와, 인근 비콘 AP를 통해 항만 출입 차량의 비콘 태그 정보와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서를 전송하며, 항만의 건물과 시설물의 위치 정보를 기반으로 비콘 태그의 위치를 추적하여 관리하고, 항만의 건물과 시설물의 위치 정보를 기반으로 작업자/방문자의 항만 출입 차량의 정보와 비콘 태그의 위치를 측위하고 트래킹하여 차량(비콘 태그)의 이동 경로를 모니터링하고 동선을 관리하며 GIS 서버에 의해 이를 GIS 지도에 표시하는 출입 보안관리, 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그(710)가 부착된 주요 자산 및 위치 기반 위험 물질 관리를 제공한다.
도 2는 건물과 시설물의 위치 정보에 기초하여 IoT 기반 BLE 비콘 태그와 비콘 AP(Beacon AP)를 사용한 실시간 비콘 태그의 위치정보를 바탕으로 작업자/방문자/관리자 등의 출입/보안관리와 출입자/작업자의 비콘 태그의 위치 탐지 및 이동경로 모니터링, 안전관리, 주요자산 및 위험물질 관리를 제공하는 플랫폼의 개요를 나타낸 도면이다.
플랫폼은 건물과 시설물의 위치 정보에 기초하여 사람/사물/항만 출입 차량에 대하여 IoT 기반 BLE 비콘 태그와 비콘 AP를 사용한 실시간 위치정보를 바탕으로 건물과 시설물에서 출입카드와 생채 인식 인증 출입 후 작업자/방문자/관리자 등의 인가자/비인가자의 비콘 태그의 위치 기반의 출입관리와 출입자/작업자의 비콘 태그의 위치 탐지 및 이동경로 모니터링; 위험 지역 현장 인원 추적과 센서와 연계한 위험 상황을 인지하고 안전사고 발생시 위치기반 상황 대응을 제공하는 안전관리; 및 비콘 태그가 부착된 주요장비와 자산의 이동 경로 관리/위험 물질의 위치 기반 관리/고가 자산의 유출 방지를 제공하는 주요자산 및 위험물질 관리를 제공한다.
도 3은 사람/사물 또는 항만 출입 차량의 이동하는 대상에 대한 위치 정보를 기반으로 출입 보안관리, 안전 사고에 대한 사전/사후 대응, 위험 상황 인지, 경보 전파를 제공하는 안전 관리서비스의 솔류션이다.
* 추적 대상 위치 관리(모니터링)
- 사람, 사물/장비 및 항만 출입 차량의 추적대상 실시간 위치 파악
- 출입 차량의 규정된 위치와 이동 경로 모니터링
- 위험지역(장소)의 접근 제한을 통한 안전사고 예방
* 사람, 사물/장비 및 항만 출입 차량의 위치 파악 및 동선 추적
- 차량의 작업자/방문자의 누적 동선 추적으로 효율적인 작업 지도 가능
- 비상 상황 발생시 현재 작업자의 실시간 위치 정보를 통한 사고 대응
- 비상 상황시 신속한 대피 안내
* 데이터 기반의 서비스
- Map 기반의 웹 관리 시스템, 스마트폰 App 기능
- 사람, 사물/장비 및 항만 출입 차량의 실시간 위치 추적과 이동 경로 모니터링 및 누적 데이터 분석
- 기존 출입보안 관제 시스템 등과의 연계를 통해 서비스
- 빅 데이터 분석 및 통계
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템 구성도이다.
도 5와 6은 항만에서 건물과 시설물, 야드(Yard) 및 블록(Block)에 설치된 복수의 비콘 AP, 방문자 카드형 비콘 태그, 장비와 항만 출입 차량 등의 자산 태그 부착형 비콘 태그를 비콘 AP를 통해 센싱하여 TCP/IP를 통해 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템(B-RTLS 통합관리 시스템: 웹 서버, DB 서버, 측위 엔진을 구비하는 RTLS 서버)으로 전송하며, 업무용 PC의 웹과 스마트폰으로 서비스 되는 시스템 아키텍처를 나타낸 도면이다.
BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리와 위치 추적 스마트 포트 시스템은
일정 주기로 장치 ID(Tag ID)와 RSSI 값을 전송하며, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착되는 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘 태그(Beacon Tag)(710);
GPS 수신기가 구비되며, 항만과 건물 출입구와 내부 복수의 지역에 설치되며, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착된 상기 비콘 태그(710)로부터 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값을 수신받아 그 위치를 추적하는 건물과 시설물, 항만 컨테이너 터멀 등의 복수의 지역에 설치된 복수의 비콘 AP(Beacon AP)(720); 및
웹 서버(731), 항만 출입 차량 정보, 출입 관리 정보, 하역 및 선적 작업 스케쥴에 따른 작업자별 작업 지시 정보와 비콘 태그(710)와 관련 정보를 저장하는 DB 서버(733), 및 시간대별 비콘 태그의 위치 측위와 트래킹을 통해 비콘 태그의 위치 추적과 이동 경로를 모니터링하는 RTLS 서버(732)를 구비하며,
비콘 태그(710)와 복수의 비콘 AP(720)가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 사람과 사물/장비 및 항만 출입 차량에 부착된 비콘 태그(710)로부터 전송된 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값을 비콘 AP(720)에서 인식 후, 비콘 태그(710)의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 전송받아 항만 출입차량 관리와, 항만 컨테이너 터미널의 건물과 시설물 및 야드(Yard), 블록(Block) 등 복수의 지점에 설치된 적어도 하나 이상의 비콘 AP들의 최근접 포스트 측량, 3각 측량, 4각측량, 5각 측량, 6각 측량을 사용하는 비콘 기반 위치 측위 기술을 사용하여 비콘 태그의 위치 추적 및 동선을 파악하는 RTLS(Real Time Location Service) 위치 측위 엔진을 구비하는 RTLS서버를 포함하며, 항만 컨테이너 터미널의 출입자/작업자/관리자의 비콘 태그의 위치 정보 기반 출입 보안관리와 실시간 이동경로 위치 추적 및 모니터링과 비콘 태그의 위치를 GIS 지도에 표시하고, 비콘 태그와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서 전송, 안전 사고 발생시 위치 기반 상황 대응을 위한 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 자산과 위험 물질에 대하여 고가의 자산 유출방지 및 위치 기반 위험 물질 관리를 제공하는 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(U-RTLS 통합관리 시스템)(730)을 포함하며,
상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(U-RTLS 통합관리 시스템)(730)은 차량에 부착된 비콘 태그의 위치 추적 및 동선을 파악하는 RTLS(Real Time Location Service) 위치 측위 엔진을 구비하는 RTLS 서버(732)를 포함하며, 직원 정보들이 저장된 ERP 시스템(770), 출입증에 의해 출입 권한과 방문자 정보를 확인하는 출입 관리 서버(780)와 연동된다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은 RTLS 서버(732)와 연결되며, 항만 컨테이너 터미널 또는 감시 지역의 건물과 시설물의 2D/3D 지도(map) 상에 시간대별 비콘 태그(710)의 위치 정보를 표시하고, POI(Point Of Interest) 정보를 표시하는 GIS 서버(740)를 더 포함한다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은 웹 서버(731); 항만 출입 차량 정보, 출입 관리 정보, 하역 및 선적 작업 스케쥴에 따른 작업자별 작업 지시 정보와 비콘 태그(710)와 관련 정보를 저장하는 DB 서버(733); 상기 비콘 태그(710)로부터 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값과 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 인근 적어도 하나 이상의 비콘 AP(720)를 통해 수신받아 적어도 하나 이상의 비콘 AP들의 최근접 포스트 측량, 3각 측량, 4각측량, 5각 측량, 6각 측량을 사용하는 비콘 기반 위치 측위 기술을 사용하여 시간대별 상기 비콘 태그의 현재의 위치와 누적 트래킹 정보를 관리하여 차량의 동선 정보를 제공하는 RTLS 위치 측위 및 트래킹 엔진을 구비하며, GIS 서버(740)와 연동되며 실제 작업 현장에서 사용하는 맵(2D map), 층별 맵 관리, 맵 기반 사물 위치 매쉬업 표현, 맵 기반 비콘 태그(710)가 부착된 차량의 이동 경로를 트래킹하여 동선을 표시하는 RTLS 서버(732);
비콘 태그의 정보, 및 차량 등록 번호, 이름, 주민 등록 번호, 주소, 이메일 주소, 이동전화 번호, 비콘 태그와 사물을 매핑하며 차량 번호와 컨테이너 번호를 포함하는 메타 데이터, 비콘 태그 스캐닝 시 위경도 정보, 비콘 태그와 매핑된 콘텐츠 및 태스크를 관리하는 비콘 태그 정보 관리부; 출입 관리 서버와 연동되며, 비콘 태그와 연관된 항만 출입 차량의 차량 번호와 방문자/작업자 정보를 관리하는 출입 보안 관리부; 및 항만 출입 차량의 비콘 태그의 사용자로부터 사용자 등록을 받은 후, 항만 차량 게이트 진입 시에 자동으로 항만의 컨테이너 하역과 선적에 관련된 컨테이너 인수증 또는 인도증과 작업 지시서를 전송하는 작업 지시부를 포함한다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은 위험지역과 장소의 접근 제한을 통한 안전사고를 예방하고, 안전 사고 발생시 위치 기반 상황 대응을 위한 위험 지역 안전 관리를 제공하여 현재 작업자의 비콘 태그의 실시간 위치 정보를 통한 비콘 태그와 연관된 사용자의 이동전화번호로 문자 메시지를 전송하여 신속한 대피 안내를 통해 안전 사고에 대응하는 안전 관리부를 더 포함한다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은 항만 컨테이너 터미널 또는 보안 구역의 출입 금지 구역 설정, 출입 금지 시간 설정하며, 비콘 태그 정보와 지오펜싱에 매핑되어 사용되며 비인가 사용자 출입 또는 출입 금지 시간에 출입시 관리자에게 즉시 경보 알림을 제공하는 지오 펜싱/마이크로 펜싱부를 더 포함한다.
비콘 태그는 고가의 유형 자산 또는 위험 물질에 부착되어 사용된다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은 고가의 유형의 자산에 비콘 태그가 부착되고, 비콘 태그가 부착된 고가의 자산의 외부 유출 방지와 위험 지역에서 비콘 태그가 부착된 위치 기반 위험 물질을 관리하는 자산 관리 및 위험 물질 관리부를 더 포함한다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은, GCM/APN PUSH를 지원하고, 항만 출입 차량과 방문자/작업자의 누적 로그 기반의 통계, 사용자 트래킹 누적 히트 맵, 업체별 하역 및 선적 작업 막대 그래프, 파이챠트, 산점도 등으로 그래픽하게 통계 정보를 표시하는 통계 처리부를 더 포함한다.
비콘 태그(710)는 안테나 및 2.4GHz BLE 통신부와 제어부, 장치ID를 저장하는 메모리와 일정 주기로 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)를 송신하는 제어부와, 제어부에 연결된 타이머를 구비한다.
비콘 태그(710)는 1년 이상이 사용가능한 배터리 내장형 비콘 태그를 사용하며, 13.56MHz, 2.4GHz 듀얼 태그 인 카드형 비콘 태그, 2.4GHz USB 형 비콘 태그, 목걸이에 달린 13.56MHz, 2.4GHz 목걸이형 태그, 900MHz, 2.4GHz 듀얼 태그 인 자산 부착형 비콘 태그 중 어느 하나의 비콘 태그를 사용하며,
13.56MHz 비콘 태그는 10cm 인식거리, 2.4GHz 비콘 태그는 50m 인식 거리를 갖는다.
*비콘 AP(720)는 비콘 태그로부터 일정 주기로 비콘 태그의 장치 ID와 RSSI값을 수신하는 안테나 및 2.4GHz BLE 통신부를 사용하는 무선 송수신부(721); 비콘 태그(710)가 감지되면, 비콘 태그(710)의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값과 비콘 AP(720)의 GPS 위치 정보를 전송하도록 제어하는 제어부(722); 제어부(722)와 연결되며 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 수신하는 GPS 수신기(723); 제어부(722)와 연결되며, 비콘 태그 감지 시 비콘 태그(710)의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값과 비콘 AP(720)의 GPS 위치 정보를 임시로 저장하는 저장부(724); 제어부(722)와 연결된 Wi-Fi 통신부(727); 및 제어부(722)와 연결된 이더넷 연결부(729)를 포함한다. 비콘 AP(720)는 제어부에 연결되는 타이머를 더 구비할 수 있다.
비콘 AP(720)는 GPS 수신기가 구비되며, Wi-Fi 통신부를 구비하고, TCP/IP 통신을 지원하며, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착된 비콘 태그(710)로부터 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값(추적 대상 태그 신호)을 수신하여 비콘 AP의 GPS 위치 정보와 함께 RTLS 위치 측위 엔진을 구비하는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템(730)의 RTLS 서버(732)로 전송한다.
* 위치 측위 및 서비스 제공 단계
- 수집된 신호를 바탕으로 위치 측위 수행
- RTLS AP 관리/관제
- Map 관리
- ZONE 및 POI(Point Of Interest) 관리
- 추가 응용 서비스 제공
* 위치 수집 단계
- 비콘 AP 단위로 약 50m 범위의 비콘 태그 신호 측정
- 수집된 비콘 태그 정보를 비콘 AP에서 TCP/IP를 통해 서버 전송
- POE(Power Over Ethernet)를 통한 설치 지원
- 비콘 AP는 Wi-Fi 통신 지원
* 신호 발신 단계
- 부착 대상별 다양한 형태의 비콘 태그 제공
: 카드형(13.56MHz) 비콘 태그, USB형 비콘 태그, 자산 부착형 비콘 태그
- 다양한 센서 연계 가능(온도/습도, 가스 센서 등)
도 6을 참조하면, 사람, 사물/장비, 항만 이동 차량 등의 추적 대상에 부착하는 비콘 태그(Beacon Tag)와 이를 센싱할 수 있는 비콘 AP(Beacon AP)로 구성되며, 위치 인식을 위한 RTLS 엔진을 구비하며, 응용 서비스(출입 보안관리, 위험 지역 안전 관리, 주요 자산 및 위치 기반 위험 물질 관리)로 구성된다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(U-RTLS 통합관리 시스템)(730)은 웹 서버(731), 항만 출입 차량 정보, 하역 및 선적 작업 스케쥴별 작업 지시서 정보와 비콘 태그와 관련 정보를 저장하는 DB 서버(733), 및 비콘 태그의 위치 추적 및 동선을 파악하는 RTLS(Real Time Location Service) 위치 측위 엔진을 구비하는 RTLS 서버(732)를 포함하며,
직원 정보들이 저장된 ERP 시스템(770), 출입 권한과 방문자 정보를 확인하는 출입관리 서버(780)와 연동된다.
현장 작업장의 시스템은 RTLS 서비스를 하는 비콘 AP(720)은 비콘 태그(710)를 스캔하여 그 위치를 파악하고, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)의 RTLS 서버(733)에서 비콘 태그가 부착된 사물/장비(유형의 자산, 위험물질) 또는 차량에 부착된 비콘 태그(710)의 위치를 측위하여 비콘 태그의 위치 추적과 트래킹, 시간대별 이동경로 모니터링 서비스를 제공하며 GIS 서버에 의해 이를 GIS 지도에 표시하고, 항만 출입 차량의 비콘 태그(710)를 부착한 스마트폰 사용자의 경우, 비콘 AP(720)는 스마트폰(790)의 비콘 태그(710)를 측위하여 항만 컨테이너 터미널에서 위치 추적과 트래킹, 시간대별 비콘 태그의 이동경로 모니터링 서비스를 제공한다.
도 7은 카드형 비콘 태그, 자산 부착형 비콘 태그의 제품 특징을 나타낸 도면이다.
사람, 사물/장비, 항만 이동 차량 등의 추적 대상에 비콘 태그(Beacon Tag)를 부착하여 일정 주기로 신호를 발생시키는 장치이다.
도 8은 비콘 AP의 특징을 나타낸 도면이다.
비콘 AP(Beacon AccessPoint)(720)는 사람, 사물/장비, 항만 이동 차량 등의 추적 대상에 부착된 비콘 태그(710)의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값이 포함된 Tag 신호를 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템(730)의 RTLS 서버(732)로 전송하는 장비이며, 태그 스캔(Tag Scan) 기능을 제공하고, Wi-Fi 통신을 지원하며, TCP/IP 통신을 지원한다.
비콘 AP(720)는 GPS 수신기가 구비되며, Wi-Fi 통신부를 구비하고, TCP/IP 통신을 지원하고, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착된 상기 비콘 태그(710)로부터 비콘 태그의 장치 ID와 RSSI값(추적 대상 태그 신호)을 수신하여 비콘 AP의 GPS 위치 정보와 함께 RTLS 위치 측위 엔진을 구비하는 RTLS 서버(732)로 전송한다.
비콘 AP(720)는 건물과 시설물의 출입구와 건물 내부, 항만 컨테이너 터미널 Gate, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance, ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane, 무인 자동화 야드 크레인-Yard 하역 장비), 선적 크레인(Ship To Shore CRANE)에 거점별로 설치된다.
비콘 AP(720)는 항만 컨테이너 터미널 Gate에 설치되는 경우, 최근접 포스트 측량에 의해 항만 출입 차량의 비콘 태그(710)가 인식되면, 비콘 태그(710)의 장치ID와 RSSI값 및 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)으로 전송하며, 비콘 태그 관련 정보가 기 등록된 허가된 사용자이면, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)으로부터 유무선 통신망(Wi-Fi, LTE)을 통해 항만 출입구 도어 개폐 시스템으로 도어 개폐 신호를 전송하여 자동으로 항만 출입구를 개폐한다.
비콘 AP(720)는 Wi-Fi 또는 이더넷(Ethernet)을 통해 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)과 TCP/IP 통신이 가능하도록 연결되며, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은 Wi-Fi 또는 LTE를 통해 항만 출입구 도어 개폐 시스템과 연결되며, 항만 출입 차량의 진입과 퇴출을 감지한다.
도 9는 시스템 구성 요소 인 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템- SW 플랫폼의 핵심 기능을 나타낸 도면이다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(U-RTLS 통합관리 시스템)(730)은 웹 서버(731), 항만 출입 차량 정보, 출입 관리 정보, 하역 및 선적 작업 스케쥴에 따른 작업자별 작업 지시서 정보와 비콘 태그(710)와 관련 정보를 저장하는 DB 서버(733), 및 RTLS 서버(732)를 구비하며, 사람과 사물/장비 및 항만 출입 차량에 부착된 비콘 태그(710)로부터 전송된 장치 ID와 RSSI값을 비콘 AP(720)에서 인식 후, 비콘 태그(710)의 장치 ID와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 전송받아 항만 출입차량 관리와, 복수의 지점에 설치된 적어도 하나 이상의 비콘 AP들(720)의 최근접 포스트 측량, 3각 측량, 4각측량, 5각 측량, 6각 측량을 사용하는 비콘 기반 위치 측위 기술을 사용하여 비콘 태그의 위치 추적 및 동선을 파악하는 RTLS(Real Time Location Service) 위치 측위 엔진을 구비하며, 항만 컨테이너 터미널의 출입자/작업자/관리자의 차량의 실시간으로 비콘 태그의 위치 정보 기반 출입 보안관리와 이동경로 위치 추적 및 모니터링, 비콘 태그와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서 전송, 안전 사고 발생시 위치 기반 상황 대응을 위한 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 고가의 유형 자산 유출방지 및 비콘 태그가 부착된 위치 기반 위험 물질 관리를 제공한다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(U-RTLS 통합관리 시스템)(730)은 비콘 태그의 위치 추적 및 동선을 파악하는 RTLS(Real Time Location Service) 위치 측위 엔진을 구비하는 RTLS 서버(732)를 포함하며, 직원 정보들이 저장된 ERP 시스템(770), 출입 권한과 방문자 정보를 확인하는 출입관리 서버(780)와 연동된다.
컨테이너 터미널 항만자동화 시스템(730)은 항만 컨테이너 터미널 또는 감시 지역의 2D/3D GIS 지도(map) 상에 시간대별 비콘 태그(710)의 위치 정보를 표시하고, POI(Point Of Interest) 정보를 표시하는 GIS 서버(740)와 연결되어 사용된다.
도 10은 항만 SMART PORT 시스템의 1세대 바코드, 2세대 900MHz RFID 시스템, 3세대 Bluetooth 4.0 Beacon, UWB의 기술 특징을 비교한 도면이다.
바코드는 광원을 사용하며, 0~50 cm 인식 거리를 가지며, 태그와 태그 리더기는 저비용이 들지만, 바코드 복제가 쉽고, 바코드 오염으로 인식률 저하가 발생한다.
RFID는 900MHz, 2.4GHz의 주파수 대역을 사용하며, 900MHz는 5m 인식거리, 2.4GHz 100 인식거리를 가지며, 태그와 태그 리더기는 저비용이 들고, 별도의 RFID 리도기가 필요하며, 인프라(AP, 서버) 기반 위치 측위에 사용되며, 900MHz 적용시 상대적으로 많은 수량의 리더기(안테나)가 필요하다.
블루투스 4.0(BLE, Bluetooth Low Energy)는 2.4GHz 주파수 대역을 사용하며 100m 내외 인식 거리, 측위 정확도 2~3m 내외, 저전력으로 운용되며, 태그와 태그리더기(AP)가 상대적으로 저비용이 들고, 스마트폰 활용이 가능하고, IoT 디바이스 (비콘 태그) 기반 위치 측위와 인프라(비콘 AP, 서버) 기반 위치 측위에 적용되며, 스마트폰과 확장성 및 다양한 센서와의 적용이 가능하다.
UWB는 3.8GHz ~4.8GHz 주파수 대역을 사용하며, 측위 정확도 50cm 내외, 태그와 태그리더기(AP)가 상대적으로 고비용이 들고, 스마트폰 활용이 불가능하고, 인프라(비콘 AP, 서버) 기반 위치 측위에 적용된다.
도 11은 항만 스마트 포트 시스템에서 비콘 태그와 비콘 AP와의 거리에 따른 비콘 기반 위치 측위 기술을 나타낸 도면이다.
비콘 태그의 IoT 디바이스는 일률적인 삼각 측량 방식을 배제하고, 비콘 포스트 및 셀 플레닝 특성에 따른 다각 측량 방식을 사용한다.
비콘 기반 위치 측위 기술은 비콘 태그와 하나의 비콘 AP와의 거리가 5m 이하인 경우 상기 비콘 태그와 최근접 비콘 AP에서의 최근접 포스트 측량, 5 ~ 10m 인 경우 3각 측량 또는 4각측량, 10 ~ 20m 인 경우 4각 측량, 20m 이상 인 경우 5각 측량 또는 6각 측량을 사용한다.
항만 출입구 게이트와 건물과 시설물의 출입구는 비콘 AP에서 최근접 포스트 측량을 사용한다.
3 + 1 측위 알고리즘(구면 삼각법과 1가지 보조 기술)을 기본으로 사용하며, 즉 3각 측량과 4각 측량을 기본으로 사용하며, 비콘 태그와 비콘 AP의 거리가 20m 이상인 경우, 이를 측정한 3각 측량과 4각 측량을 기본으로 측정하고 추가적인 1~2개 비콘 AP가 사용된 경우로써 일부 관측 오차가 존재하더라도 5개 또는 6개 AP가 측정한 RSSI 값에 의해 기 산출된 통계치에 기초하여 거리를 환산한다.
도 12는 항만 스마트 포트 시스템에서 Beacon 기반 위치 측위 기술을 나타낸 도면이다.
비콘 기반 위치 측위 기술은 비콘 AP가 비콘 태그의 위치 파악과 보정을 위한 3가지 기본 측위 기술과 1가지 보조 기술을 적용하는 3+1 측위 알고리즘을 사용하며, 공간 특성 인지 하에 다중 복합 측위 알고리즘을 적용하여 좀 더 정확한 위치를 파악한다.
3가지 기본 측위 기술은 1) 장치 ID(Cell-ID로써 Tag ID)가 최근접 노드를 인지하고, 2) RSSI 값은 상대적 신호 세기를 이용한 위치를 환산하며, 3) 디렉션(Direction)은 비콘 스캐너의 지향성 안테나의 특성을 사용하여 위치를 환산한다.
1가지 보조 기술은 3축 가속도 센서를 사용하여 타겟 이동 비콘 태그의 Moving 여부 및 속도 기반 하에 위치를 보정한다.
공간 특성별 적용 알고리즘은 오픈 공간형, 소형 룸(small room), 미들 룸(middle room), 물건 배치 공간, 이면 복도형, 복도 교차로형에 따라 각각 다른 적용 측위 알고리즘이 사용된다.
오픈 공간형은 RSSI 값을 사용하여 측위 대상이 어느 위치에 있는지 판단한다.
소형 룸(small room)은 Cell-ID에 의해 입실/출실 여부만으로 판단한다.
미들 룸(middle room)은 Cell-ID와 RSSI값에 의해 입실/출실 위치를 파악한다.
물건 배치 공간은 RSSI값과 디렉션(Direction)에 의해 구분되어 있는 공간의 어디에 있는지 판단한다.
이면 복도형은 Cell-ID와 RSSI값에 의해 복도 양끝에서 어느 지점에 있는지를 판단한다.
복도 교차로형은 Cell-ID와 RSSI값과 디렉션(Direction)에 의해 교차로 통과 후 이동 방향을 판단한다.
스마트 포트 시스템은 스마트폰 및 스마트 패드의 기본 내장된 Bluetooth 4.0과 GPS 수신기를 사용하여 컨테이너 터미널 내 작업차량을 실시간 모니터링하며항만의 해당 거점 장치(ARMGC, G/C 등)가 작업 차량이 도착전에 Active 될 수 있도록 하여 컨테이너 터미널 생산성과 사고추적을 가능토록 한다.
1. 외부차량/내부차량의 작업자의 스마트폰 및 스마트패드 APP 설치(앱 스토어 및 Play 스토어에서 어플 다운로드) 및 사용자 등록
2. 항만 운영 통신망은 외부차량은 이동통신망, 내부차량은 Private LTE 망을 이용하여 컨테이너 터미널 Beacon AP/GPS 수신기와 연동된 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템의 Server에 사용자 정보 등록
3. 외부차량은 항만 컨테이너 터미널 게이트 진입 시 항만 출입 차량의 운전자의 스마트폰(790)이 비콘 태그(Beacon Tag)(710)를 검색하여 수신된 장치 ID(Tag ID), Tag RSSI(수신신호 세기, 또는 수신신호감도) 값을 Beacon AP/GPS 수신기를 통해 이동통신망을 통해 RTLS Server에 전송된다.
4. Beacon AP/GPS 수신기에서는 수신된 정보로 TOS와 연계되어 작업(JOB)을 생성시키며, 항만 출입 차량의 운전자의 스마트폰으로 장치장 위치를 전송한다.
필요 시, 항만 출입 차량의 운전자가 컨테이너 번호, 타입, 사이즈, 공컨 여부 등을 확인해 주는 기능도 가능하다.
5. 스마트폰에서 장치장 위치를 전송받으면, 이때부터 스마트폰의 GPS 수신기 정보를 1초에 한번씩 RTLS Server로 전송되며, 관리자는 항만에 진입한 외부 차량의 위치와 이동 경로를 모니터링 할 수 있다.
이때부터 초행자 및 최적의 동선을 항만 진입 차량의 운전자/작업자에게 항만 컨테이너 터미널의 네비게이션 서비스를 제공할 수 있다.
6. GPS 위치 정보(외부 차량은 스마트폰, YT는 GPS 장비)는 컨테이너 터미널 환경에서 난반사(멀티 패스)가 많아 정확한 정보를 실시간 얻을 수 없다.
따라서, 비콘 AP는 최근접 포스트 측량을 사용하는 건물과 시설물의 출입구와 항만 출입 게이트(Gate), 다각 측량을 사용하는 야드 블록출입구(Yard Block Entrance)와 ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane, 무인 자동화 야드 크레인-Yard 하역 장비), STS(Ship to Shore, GANTRY CRANE)에 다수의 비콘 AP(Beacon AP)를 설치하여 정확한 위치 정보를 보정한다.
7. 외부 진입 차량이 항만 출입 게이트(Gate)를 빠져나가면 비콘 AP를 이를 감지하여 시스템 서버로 전송하고, 모든 서비스는 종료 된다.
8. 항만 내부 차량은 기존 산업용 태블릿 PC(VMT)를 LTE 통신사 기반의 스마트 패드로 대체가 가능하다.
도 13은 스마트 기기에 내장된 블루투스 4.0과 GPS를 이용하여 스마트 포트 애플리케이션(Smart Port Application)의 사용자 등록 화면 및 컨테이너 인수(도)증 화면을 나타낸다.
스마트 기기는 스마트폰, 산업용 태블릿 PC, 스마트 패드, 웨어러블 패드 중 어느 하나를 사용하며, 실시예에서는 스마트폰을 예로 설명한다.
항만 출입 차량의 운전자가 스마트폰과 스마트 패드를 포함하는 스마트 기기에 내장된 블루투스 4.0과 GPS를 이용하여 스마트 포트 애플리케이션(Smart Port Application)의 사용자 등록 화면에서 운전자 성명, 이동 전화번호(연락처), 메일 주소, 차량 번호를 입력하여 휴대폰 인증을 통해 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템(730)의 서버에 미리 전송하고, 항만 컨테이너 터미널 gate 진입시에 자동으로 비콘 태그가 부착된 항만 출입 차량의 운전자의 이동전화번호의 스마트폰으로 서버로부터 차량 번호, 일시, 반입, 장치 위치, TYPE, F/E, 컨테이너 정보, ACTIVE(작업요청) 정보가 포함된 컨테이너 인수(도)증을 수신하며, 터미널 장치장 위치와 도면을 적용한 네비게이션 기능을 활용하며, RTLS 서버는 터미널 내 작업 차량의 위치와 동선을 실시간 모니터링하며, 항만의 해당 거점 장치(ARMGC, G/C 등)가 작업 차량이 도착 전에 Active될 수 있도록 하여 컨테이너 터미널의 생산성을 높이고 안전관리와 사고 추적을 가능하도록 한다.
도 14는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템과 연동하여, 항만에 차량 게이트 진입 시 항만 출입 차량의 운전자의 스마트폰으로 컨테이너 인수(도)증을 발행하며, 운전자의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수(도)증을 발행하며, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance)를 통과 후 ARMGC 도착시 Active 기능 및 통합 모니터링을 제공하는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템 구성도이다.
도 15는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템과 연동하여, 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 항만 출입 차량의 스마트폰 사용자 등록 후, 차량 게이트 진입시 항만 보안에 따라 사용자 정보 및 차량 번호 조회, 컨테이너 터미널 게이트 자동화(COPINO) 정보 조회, 항만 출입 차량의 운전사의 이동전화번호의 스마트폰으로 차량번호와 컨테이너 번호를 확인하여 컨테이너 인수(도)증을 발행하여 COPINO 도착/항만 반출 시 컨테이너 상태 점검서류인 EIR(Equipment Receipt Interchange, 기기수도증)을 자동 전송하고, Yard 장치장과 경로 안내를 통해 EIR 지정 Block 위치로 차량을 안내하여 STS(Ship to Shore, 배에서 부두로 선적하는 갠트리 크레인) 작업을 완료하는 순서도이다.
항문 물류 운송 업무를 담당하는 화물트럭 운전사는 항만 출입 시 컨테이너 상태 점검서류인 EIR을 받는다.
컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템의 스마트 포트(SMART PORT) 시스템은 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 항만물류 운송하는 운전자의 차량 게이트 진입시에 컨테이너 터미널의 코피노(COPINO) 처리 결과인 반출입 사전 정보와 인수도증(e-SLIP)의 컨테이너 장치 위치정보를 자동으로 알려주는 푸시(PUSH) 방식을 통해 실시간으로 제공한다.
비콘 AP는 거점별 비콘 AP 설치 시에 항만 컨테이너 터미널 Gate, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance), ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane), 선적 크레인(Ship To Shore CRANE)을 설치할 수 있다.
도 16은 거점별 비콘 AP 설치 방안(항만 컨테이너 터미널 Gate)을 나타낸 도면이다.
비콘 태그(Beacon Tag)는 별도의 전원 및 네트워크와 연결이 불필요하다. 자체 내장된 배터리로 약 1~2년간 사용 가능하다. 항만 출입구 게이트에서는 3각 측량을 할 수 있도록 "게이트 진입 방향"에 비콘 AP를 부착한다. 인식여부를 확인하는 경광등을 설치하고 정보 전달 확인시 게이트 차단기를 자동 Open하는 연동 기능을 통해 항만 출입 차량의 저속 무정차 통과가 가능하다.
도 17은 거점별 비콘 AP 설치 방안(Yard Block Entrance)을 나타낸 도면이다. 비콘 태그를 3각 측량을 할 수 있도록 "Yard Block Entrance 진입 방향"에 비콘 AP(Beacon AP)를 2개씩 펜스 기둥에 부착한다. 차량의 블럭 진입여부, 진입방향의 확인이 가능하다.
도 18은 거점별 비콘 AP 설치 방안(ARMGC)을 나타낸 도면이다.
비콘 태그를 3각 측량을 할 수 있도록 "ARMGC 육측과 해측 Sill Beam 측면"에 비콘 AP(Beacon AP)를 각각 3개씩 부착한다. 차량의 크레인 하부 도착여부, 진행중, 정차 등의 확인이 가능하다.
에를 들면, 비콘 태그(Beacon Tag)와 비콘 AP(Beacon AP)는 뒤면 양면테이프 또는 볼트를 이용하여 고정한다. Sill Beam 측면에 10M 간격으로 부착한다.
도 19는 거점별 비콘 AP 설치 방안(Ship To Shore CRANE)을 나타낸 도면이다.
비콘 태그(Beacon Tag)는 별도의 전원 및 네트워크와 연결이 불필요하다. 자체 내장된 배터리로 약 1년~2년간 사용 가능하다 비콘 태그를 3각 측량을 할 수 있도록 "GANTRY CRANE Seal Beam 안쪽면"에 Beacon AP 4개를 부착한다. 차량의 크레인 하부 도착여부, 진행중, 정차 등의 확인이 가능하다.
예를 들면, 비콘 태그(Beacon Tag)와 비콘 AP(Beacon AP)는 뒤면 양면테이프 또는 볼트를 이용하여 고정한다. 멀티패스를 방지하기 위하여 컨테이너 상차시 높이(지면에서 4.5M 이상)에 부착한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
부호의 설명
710: 비콘 태그
720: 비콘 AP
730: 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템
740: GIS 서버
770: ERP 시스템
780: 출입 관리 서버
790: 스마트 기기
본 발명에 따른 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템은 항만에서 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 구축하며, 소형 태양 전지판과 충전지에 의해 작동되는 IoT 기반의 비콘 태그(Beacon Tag)와 이를 센싱할 수 있는 비콘 AP(Beacon AP)가 구비되며, 사물(유형 자산, 위험물질)이나 차량에 비콘 태그를 설치하고 이를 센싱하는 비콘 AP를 통해 비콘 태그의 위치 인식을 위한 RTLS(Real Time Location Service) 서버에 의해 비콘 태그 부착 사물과 차량의 위치 추적 및 이동 경로를 모니터링하며, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템과 연동하여 차량 게이트 진입시 작업자/방문자 차량의 항만 출입관리, 항만 출입 차량의 운전자의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너 인수증 또는 인도증을 발행하며, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance)를 통과 ARMGC 도착시 Active 기능 및 통합 모니터링을 수행하며, 비콘 태그가 일정 주기로 장치 ID(Tag ID)와 RSSI(Received signal strength indicator, 수신 신호 세기) 값를 일방적으로 송신만하여 비콘 태그의 포인트마다 비콘 AP에서 인식하여 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템으로 전송하며, 비콘 태그가 부착된 항만 차량의 출입 관리와, 인근 비콘 AP를 통해 항만 출입 차량의 비콘 태그 정보와 연관된 스마트 기기로 작업 지시서를 전송하며, 항만의 건물과 시설물의 위치 정보를 기반으로 작업자/방문자의 차량의 정보와 위치를 측위하고 트래킹하여 이동 경로를 동선을 관리하며 GIS 서버에 의해 이를 GIS 지도에 표시하는 출입 보안관리, 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 주요 자산 및 위치 기반 위험 물질 관리를 제공하는 효과가 있다.
항만 컨테이너 터미널을 출입하는 차량이 컨테이너 터미널 Gate에서는 기존 RFID 시스템 처럼 외부 차량이 진입된 것을 인식하고 일단 차량이 정차하여 컨테이너를 작업할 정재 위치가 표시된 작업 지시서를 받는 대신에,
본 장비를 활용하면, 첫째 무선 데이터로 항만 출입 차량의 비콘 태그와 연관된 스마트폰으로 컨테이너 인수(도)증을 전송하며 무정차로 통과가 가능하고, 항만 출입 차량의 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트폰으로 컨테이너를 작업할 정재 위치 정보와 작업 지시서를 전송하며, 다른 복잡한 시스템들을 전부 대체하고 단순화하는 효과가 있다.
두번째로, 항만의 컨테이너 터미널에서 컨테이너가 쌓여 있는 구역을 야드(Yard)라 하고 구역이 나눠져 있는 것을 블록(Block)이라고 하는데, 차량이 각각의 블록을 통과할 때 마다 진행방향이나 위치를 알지는 못하고 단순히 통과한 것만 알 수 있고, 컨테이너를 내리는 크레인 밑에 가서도, 하역 및 선적 작업 스케쥴에 따라 크레인이 작업해 줄 때까지 기다려야 하는데, 자동화 크레인이 도착한 사실을 바로 인식을 못하더라도 연락 방법이 없어 많은 시간을 대기하는 경우가 많다.
본 장비를 활용하면, 비콘 태그와 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 항만 물류 자동화를 구축함으로써, 차량이 통과하는 진행방향을 알 수 있고 크레인 밑에 도착해서도 차량의 위치를 정확히 알 수 있고, 크레인 하부에서 장기간 선적 작업해주기를 기다리게 되는 경우, 스마트폰 어플을 통해 도착해서 대기중인 것을 알릴 수 있어 대기시간이 단축될 수 있다.
또한, 컨테이너 터미널 측에서 실시간으로 항만 출입 차량들의 비콘 태그의 위치가 파악되어 부근에 있는 가용한 자원(크레인이나 하역장비)을 이용하여 하역 및 선적 작업할 수 있게 함으로써 하역 효율성과 시간단축에 의해 생산성을 향상시키게 된다.

Claims (12)

  1. 일정 주기로 장치 ID와 RSSI 값을 전송하며, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착되는 BLE 비콘 태그;
    GPS 수신기가 구비되며, 항만과 건물의 복수 영역에 설치되며, 사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착된 상기 비콘 태그로부터 장치 ID와 TSSI값을 수신받아 그 위치를 추적하는 복수의 지역에 설치된 복수의 비콘 AP; 및
    상기 비콘 태그와 상기 복수의 비콘 AP가 구축된 항만 운영 정보망을 통해 사람과 사물/장비 및 항만 출입 차량에 부착된 상기 비콘 태그로부터 전송된 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값을 상기 비콘 AP에서 인식 후, 비콘 태그의 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값, 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 전송받아 항만 출입차량 관리와, 복수의 지점에 설치된 적어도 하나 이상의 비콘 AP들의 비콘 기반 위치 측위 기술을 사용하여 비콘 태그의 위치 추적 및 동선을 파악하는 RTLS 서버를 포함하며, 항만 컨테이너 터미널의 출입자/작업자/관리자의 실시간으로 비콘 태그의 위치 정보 기반 출입 보안관리와 이동경로 위치 추적 및 모니터링과 비콘 태그의 위치를 GIS 지도에 표시하고, 비콘 태그와 연관된 이동전화번호의 스마트 기기로 작업 지시서 전송, 안전 사고 발생시 비콘 태그의 위치 기반 상황 대응을 위한 위험 지역 안전 관리, 비콘 태그가 부착된 자산 유출방지 및 비콘 태그가 부착된 위치 기반 위험 물질 관리를 제공하는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템을 포함하며,
    상기 비콘 기반 위치 측위 기술은 상기 비콘 태그와 비콘 AP와의 거리가 5m 이하인 경우 상기 비콘 태그와 최근접 비콘 AP에서 최근접 포스트 측량, 5 ~ 10m 인 경우 3각 측량 또는 4각측량, 10 ~ 20m 인 경우 4각 측량, 20m 이상 인 경우 5각 측량 또는 6각 측량을 사용하고,
    상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템은 항만 컨테이너 터미널 또는 보안 구역의 출입 금지 구역 설정, 출입 금지 시간 설정하며, 비콘 태그 정보와 지오펜싱에 매핑되어 사용되며 비인가 사용자 출입 또는 출입 금지 시간에 출입시 관리자에게 즉시 경보 알림을 제공하는 지오 펜싱/마이크로 펜싱부; 및 상기 항만 출입 차량의 비콘 태그의 사용자로부터 사용자 등록을 받은 후, 항만 차량 게이트 진입 시에 자동으로 항만의 컨테이너 하역과 선적에 관련된 컨테이너 인수증과 인도증, 작업 지시서를 전송하는 작업 지시부를 포함하며,
    상기 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템은 직원 정보들이 저장된 ERP 시스템과, 출입 권한과 방문자 정보를 확인하는 출입 관리 서버와 연동되는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비콘 태그는 1년 이상이 사용가능한 배터리 내장형 BLE 비콘 태그를 사용하며, 2.4GHz USB 형 비콘 태그, 목걸이에 달린 2.4GHz 목걸이형 태그, 2.4GHz 듀얼 태그 인 자산 부착형 비콘 태그 중 어느 하나의 비콘 태그를 사용하며,
    2.4GHz 비콘 태그는 50m 인식 거리를 갖는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비콘 태그는 배터리를 사용하지 않는 경우, 소형 태양 전지판과 충전지에 의해 작동되는 IoT 디바이스 인, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비콘 AP는
    GPS 수신기가 구비되며, Wi-Fi 통신부를 구비하고, TCP/IP 통신을 지원하며,
    상기 비콘 AP는 항만 컨테이너 터미널 Gate, 야드 블록 출입구(Yard Block Entrance), ARMGC(Automated Rail Mounted Gantry Crane), 무인 자동화 야드 크레인, 선적 크레인(Ship To Shore CRANE)에 거점별로 설치되고,
    사람과 사물/장비, 및 항만 출입 차량에 부착된 상기 비콘 태그로부터 장치 ID와 RSSI값을 수신하여 GPS 위치 정보와 함께 RTLS 위치 측위 엔진을 구비하는 RTLS 서버를 포함하는 컨테이너 터미널 항만 자동화 시스템으로 전송하는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 RTLS 서버와 연결되며, 항만 컨테이너 터미널 또는 감시 지역의 건물과 시설물의 2D/3D 지도(map) 상에 시간대별 비콘 태그의 위치 정보를 표시하고, POI(Point Of Interest) 정보를 표시하는 GIS 서버를 더 포함하는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비콘 AP는 건물과 시설물의 출입구와 항만 컨테이너 터미널 Gate에 설치되는 경우, 비콘 태그와 최근접 비콘 AP에서 측정되는 최근접 포스트 측량에 의해 항만 출입 차량의 비콘 태그가 인식되면, 비콘 태그의 장치ID와 RSSI값 및 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템으로 전송하며, 비콘 태그 관련 정보가 기 등록된 허가된 사용자이면, 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템으로부터 유무선 통신망을 통해 항만 출입구 도어 개폐 시스템으로 도어 개폐 신호를 전송하여 자동으로 건물과 시설물의 출입구와 항만 출입구를 개폐하는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비콘 기반 위치 측위 기술은 상기 비콘 AP가 상기 비콘 태그의 위치 파악과 보정을 위한 3가지 기본 측위 기술과 1가지 보조 기술을 적용하는 3+1 측위 알고리즘을 사용하며, 공간 특성별 알고리즘을 적용하여 다중 복합 측위 알고리즘을 사용하여 좀 더 정확한 위치를 파악하며,
    상기 3가지 기본 측위 기술은 1) 장치 ID(Cell-ID)가 최근접 노드를 인지하고, 2) RSSI 값은 상대적 신호 세기를 이용한 위치를 환산하며, 3) 디렉션(Direction)은 비콘 스캐너의 지향성 안테나의 특성을 사용하여 위치를 환산하며, 상기 1가지 보조 기술은 3축 가속도 센서를 사용하여 타겟 이동 비콘 태그의 Moving 여부 및 속도 기반 하에 위치를 보정하며,
    상기 공간 특성별 적용 알고리즘은 오픈 공간형, 소형 룸(small room), 미들 룸(middle room), 물건 배치 공간, 이면 복도형, 복도 교차로형에 따라 각각 다른 적용 측위 알고리즘이 사용되며,
    상기 오픈 공간형은 RSSI 값을 사용하여 측위 대상이 어느 위치에 있는지 판단하며, 상기 소형 룸(small room)은 Cell-ID에 의해 입실/출실 여부만으로 판단하고, 상기 미들 룸(middle room)은 Cell-ID와 RSSI값에 의해 입실/출실 위치를 파악하며, 상기 물건 배치 공간은 RSSI값과 디렉션(Direction)에 의해 구분되어 있는 공간의 어디에 있는지 판단하며, 상기 이면 복도형은 Cell-ID와 RSSI값에 의해 복도 양끝에서 어느 지점에 있는지를 판단하고, 상기 복도 교차로형은 Cell-ID와 RSSI값과 디렉션(Direction)에 의해 교차로 통과 후 이동 방향을 판단하는, BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템은
    웹 서버;
    항만 출입 차량 정보, 출입 관리 정보, 하역 및 선적 작업 스케쥴에 따른 작업자별 작업 지시 정보와 비콘 태그와 관련 정보를 저장하는 DB 서버;
    상기 비콘 태그로부터 장치 ID(Tag ID)와 RSSI값을 인근 적어도 하나 이상의 비콘 AP를 통해 수신받고 비콘 AP의 GPS 위치 정보를 수신받아 적어도 하나 이상의 비콘 AP들의 최근접 포스트 측량, 3각 측량, 4각측량, 5각 측량, 6각 측량을 사용하는 비콘 기반 위치 측위 기술을 사용하여 시간대별 상기 비콘 태그의 현재의 위치와 누적 트래킹 정보를 관리하여 차량의 동선 정보를 제공하는 RTLS 위치 측위 및 트래킹 엔진을 구비하며, GIS 서버와 연동되며 실제 작업 현장에서 사용하는 맵(2D map), 층별 맵 관리, 맵 기반 사물 위치 매쉬업 표현, 맵 기반 비콘태그 사용자의 이동 경로를 트래킹하여 동선을 표시하는 RTLS 서버;
    비콘 태그의 정보, 및 차량 등록 번호, 이름, 주민등록번호 주소, 이메일 주소, 이동전화 번호, 비콘 태그와 사물을 매핑하며 차량 번호와 컨테이너 번호를 포함하는 메타데이터, 비콘 스캐닝 시 위경도 정보, 비콘 태그와 매핑된 콘텐츠 및 태스크를 관리하는 비콘 태그 정보 관리부;
    출입 관리 서버와 연동되며, 비콘 태그가 부착된 항만 출입 차량의 차량 번호와 방문자/작업자 정보를 관리하는 출입 보안 관리부;
    상기 항만 출입 차량의 비콘 태그의 사용자로부터 사용자 등록을 받은 후, 항만 차량 게이트 진입 시에 자동으로 항만의 컨테이너 하역과 선적에 관련된 컨테이너 인수증과 인도증, 작업 지시서를 전송하는 작업 지시부; 및
    항만 컨테이너 터미널 또는 보안 구역의 출입 금지 구역 설정, 출입 금지 시간 설정하며, 비콘 태그 정보와 지오펜싱에 매핑되어 사용되며 비인가 사용자 출입 또는 출입 금지 시간에 출입시 관리자에게 즉시 경보 알림을 제공하는 지오 펜싱/마이크로 펜싱부;
    를 포함하는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템은
    상기 RTLS 서버와 연동되며, 항만 컨테이너 터미널 또는 감시 지역의 2D/3D 지도(map) 상에 시간대별 비콘 태그의 위치 정보를 표시하고, POI 정보를 표시하는 GIS 서버를 더 포함하는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템은
    위험지역과 장소의 접근 제한을 통한 안전사고를 예방하고, 안전 사고 발생시 위치 기반 위험 지역 안전 관리를 제공하여 현재 작업자의 실시간 위치 정보를 통한 신속한 대피 안내를 통해 비콘 태그와 연관된 사용자의 이동전화번호로 문자 메시지를 전송하여 안전 사고에 대응하는 안전 관리부를 더 포함하는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템은
    유형 자산에 비콘 태그가 부착되고 고가의 유형 자산의 외부 유출 방지와, 위험 지역에서 비콘 태그가 부착된 위치 기반 위험 물질을 관리하는 자산 관리 및 위험 물질 관리부를 더 포함하는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 컨테이너 터미널 항만자동화 시스템은
    서버 PUSH를 지원하고, 항만 출입 차량과 방문자/작업자의 누적 로그 기반의 통계, 사용자 트래킹 누적 히트 맵, 업체별 하역 및 선적 작업 막대 그래프, 파이챠트, 산점도 형태로 그래픽하게 통계정보를 표시하는 통계 처리부를 더 포함하는 BLE 비콘 기반 항만 출입 차량 관리 스마트 포트 시스템.
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