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미아방지를 위한 USN 기반 보호대상 이동체 위치확인 시스템
A USN Based Mobile Object Tracking System for the Prevention of Missing Child 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 정보통신, v.35 no.5, 2008년, pp.453 - 463  

차맹규 (KT 미래기술연구소) ,  정대교 (KT 미래기술연구소) ,  김윤기 (KT 미래기술연구소) ,  정학진 (KT 미래기술연구소)

초록
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미아문제는 아이를 가진 모든 부모들이 고민해야 되는 사회적 문제가 되고 있다. 이러한 문제는 아이에 국한되지 않고 치매노인, 정신장애자 등 노약자의 경우에 있어서도 보호자가 없을 시에 동일한 문제를 안고 있다. 이러한 사회적 공공부문의 문제들은 시급히 개선해야 할 필요가 있으며, 세계적으로도 미아방지 문제는 관심이 높아지고 있는 분야로서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 USN 기반 RFID와 통신망(유선망, 이동통신망, 유/무선 인터넷, 휴대인터넷 등) 기술을 융합하여 보호대상 이동체의 위치를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있는 이동체 위치확인 서비스 시스템 및 그 방법에 대한 연구이다. 미아 관련 범죄를 예방하기 위해서는 보호 대상체(어린이, 노인, 정신장애자, 애완동물, 상품, 미술품, 그 외 보호 대상자 및 대상물품)의 정확한 위치 추적을 통한 실시간 모니터링이 필요하다. 본 논문에서 제안하는 미아방지 서비스 시스템은 정확한 위치 추적 기술을 통해 그 실효성을 높일 수 있는 방법을 제시하였다. 구체적으로 RFID 시스템 적용방안, 시설물 선정 및 설치방법, 위치추적 방법, 서비스 솔루션 수행과정을 중심으로 기술하였다. 제안하는 방법은 테스트베드를 통한 실험을 통해 활용가능성을 검증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The missing child problem is no more a personal problem. It became a social problem that all parents must consider. To this, this study applies USN/RFID technology integrated with GIS for the prevention of missing child. Although RFID is not designed for location sensing, but now it is regarded as a...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 고정 시설물이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 RFID를 고정 시설물에 설치하여 해당 시설물의 위치 좌표를 기준점으로 사용함으로써 이동체의 위치를 실시간으로 추적하는 방안과 효용성 평가를 위해 실험하였다.
  • 즉위를 목적하고 있다. 따라서 본 연구에서는 외부 환경에 대한 영향을 받지 않으면서 안정적이고 높은 정확도로 이동체의 위치를 실시간으로 파악하는 기술을 바탕으로 하는 이동체 위치 확인 서비스를 제안하였다. 본 절에서는 RFID와 통신망을 융합하여 보호 대상이 동체의 위치를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있는 이 동체 위치 확인 서비스 시스템 및 그 방법에 대해 기술하였다.
  • 하지만 가로등에 유선망이 설치되어있지 않은 현재의 RFID 위치추적 시스템 구성에서는 RFID 리시버 인식거리뿐만 아니라 무선통신망의 AP (Access Point) 통신가능 거리도 데이타 처리에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 따라서 인식거리 측정 실험에서는 RFID 리시버 인식거리와 AP 통신가능 거리를 조합한 이상적인 설치거리를 결정하기 위한 실험을 수행하였다. RFID 리시버 설치 간격은 50m간격으로 250m 에서 50m로 점차적으로 줄여가면서 실험하였다(그림 4).
  • 이러한 미아방지 시스템은 정확한 위치 추적 기술을 통해 그 실효성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구는 USN(Ubiquitous Sensor Networks) 기반 미아방지 시스템을 실제 현장에 적용하기 위한 선행연구 단계로서 시스템구성 모델을 제시하고 기술 응용서비스를 검증하였다. 최종적으로 본 논문에서 검증된 모델을 기반으로 미아방지 서비스 시스템으로의 적용 가능성을 현장실험을 통해 확인하였다.
  • 본 연구를 통해서 위치좌표가 입력된 RFID 가로등을 이용해서 이동체의 실시간 위치를 추적할 수 있는 가능성을 확인하였다. 현재 상용화 되고 있는 측위용 RFID 장비는 수 미터 이내의 정확성을 확보하기 위해 나노세컨(n/sec)까지 시간 측정이 가능하다.
  • 본 연구에서는 RFID를 이용한 위치측위 방법을 활용한 미아방지시스템으로의 적용가능성을 분석하였다. 4장에서는 실시간 위치측위가 가능한 Active RFID 기술의 타당성 평가를 위해 실시한 실험결과를 분석하였다.
  • 본 장에서는 무선통신기술을 이용한 위치추적 기술의 장단점에 대해서 알아본다. 일반적으로 무선통신 기술은 통신 서비스를 제공할 수 있는 범위에 따라 매우 넓은 영역에서 무선통신 서비스를 제공하는 무선 이동통신기술과 근거리에서 무선통신 서비스를 제공하는 근거리무선통신 기술로 구분할 수 있다.
  • 따라서 본 연구에서는 외부 환경에 대한 영향을 받지 않으면서 안정적이고 높은 정확도로 이동체의 위치를 실시간으로 파악하는 기술을 바탕으로 하는 이동체 위치 확인 서비스를 제안하였다. 본 절에서는 RFID와 통신망을 융합하여 보호 대상이 동체의 위치를 실시간으로 정확하게 확인할 수 있는 이 동체 위치 확인 서비스 시스템 및 그 방법에 대해 기술하였다.
  • 연관되어 있다. 본 절에서는 유효성 평가 실험에 적용된 TDOA 위치추적 원리에 대하여 기술하였다. 2005년 이성히6]는 TDOA 위치추적 방법에 대하여 두 개의 신호원으로부터 전파도달 시각의 상대적인 차를 측정하여 위치를 추적하는 측위 방식으로, 다수의 신호원과 한 개의 수신기로 구성된 forward link 방식과 한 개의 신호원과 다수의 수신기로 구성된 reverse link 방식이 있음을 제시하였다.
  • 한편 본 연구는 가로등과 같은 특정 기전 시설물에 RFID 리시버를 설치할 경우 가로등이 설치되어있는 도로를 벗어난 지역의 경우에 위치인식의 한계성을 갖고 있다. 이와 같은 문제점은 RFID 가로등과 같은 시설물 설치가 용이하면서 정교한 위치인식이 필요한 Local 지역에서는 RFID롤 활용하고 광범위한 지역에서는 기존의 GPS와 CDMA망을 공동 활용하는 향후 연구 과제를 통해서 해결하고자 한다.
  • 이러한 RFID 측위용 장비가 국산화되고 대량 생산화가 이루어지면 비용 효율성이 증대하여 도심지역의 인프라 시설물로서 설치될 것으로 기대된다. 특히 본 논문에서는 가로등에 RFID 리시버를 이용하여 미아방지 서비스 시스템으로의 적용 가능성을 확인하였다. 이러한 RFID 가로등을 이용한 이동체 위치 확인 서비스가 도심지역의 인프라 시설물로서 설치되면 높은 건물이 밀집되어 있는 도심 및 GPS 불가능 지역에서 보행자(장애자) 관리, 범죄자 관리 등 정밀 측위가 필요한 곳에서 다양하게 활용될 수 있다.

가설 설정

  • 측정하여 위치를 추적할 수 있다. RFID 태그의 송신 전력을 알고 있다고 가정하고 수신신호의 감쇄를 측정하면, 환경에 적합한 전자전파모델을 적용하여 RFID 태그로부터 RFID 리시버까지의 거리를 수학식을 이용하여 환산할 수 있다. 도로에 일정한 간격으로 위치한 가로등에 RFID 리시버를 설치하고자 할 때 어떤 기준으로 어떻게 설치할 것인가에 대한 문제는 단열 삼각망측량 기법을 적용하여 해결하였다.
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참고문헌 (7)

  1. 손형철, "GPS 이동통신망의 통합을 이용한 이동국의 위치결정", 서울대학교 석사학위논문, pp. 2-3, 2003 

  2. 최재원, "측위기준점을 이용한 무선랜의 실내측위 적용에 관한 연구", 서울대학교 석사학위논문, pp. 11-15, 2006 

  3. Nissanka B. Priyantha, Anit Chakraborty, Hari Balakrishnan, "The Cricket Location-Support System," 6th Annual ACM International Conference on Mobile Computing and Networking (MOBICOM), Aug., 2000 

  4. LIONEL M. NI, YUNHAO LIU, YIU CHO LAU, ABHISHEK P. PATIL, "LANDMARK: Indoor Location Sensing Using Active RFID," IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications (PerCom'03), pp. 701-710. Oct., 2004 

  5. 차맹규, 장안진, 이재빈, 유기윤, "Active RFID 가로등을 이용한 이동체 실시간 위치결정기법 연구", 대한토목학회지, 제27권, 제1D호, pp. 152-156, 2007 

  6. 이성호, 민경욱, 김재철, 김주완, 박종현, "위치기반서비스 기술동향", 한국전자통신연구원 연구보고서, 전자통신 동향분석 제20권 제3호 pp.33, 2005 

  7. H. Kong, Y. Kwon, T. Sung, "Comparisons of TDOA Triangulation Solutions for Indoor Positioning," The 2004 International Symposium on GNSS/GPS, GNSS, Australia, 2004 

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