[논문]보호자의 위치를 고려한 WiFi 기술 기반 이동 객체의 위치 관리 시스템

김진덕; 강효운

doi:10.6109/jkiice.2013.17.10.2345

보호자의 위치를 고려한 WiFi 기술 기반 이동 객체의 위치 관리 시스템
Location Management System of Moving Objects to Considering Location of Guardian based on WiFi Technology 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.17 no.10, 2013년, pp.2345 - 2351

김진덕 (Department of Computer Engineering, Dongeui University) , 강효운 (Department of Computer Engineering, Dongeui University)

초록
AI-Helper

LBS는 이동 객체의 위치를 정확하게 확인하기 위해 주로 GPS 기술을 이용한다. 그러나 지금까지 휴대폰의 WiFi 기술을 활용한 이동 객체의 위치 관리 기법을 제시되지 않았으며, 또한 보호자의 위치를 고려한 이동 객체의 위치 관리 기법 또한 제시되지 않았다. 이 논문에서는 보호자의 위치를 고려한 WiFi 기반 이동 객체의 위치 관리 시스템을 제안한다. 구체적으로 미아 찾기 및 통보를 위해 다음과 같은 3가지 방법을 제안한다. 1) 스마트폰 앱 기반, 2) 관제 서버 기반, 3) 관제 서버와 고정 AP(Access Point) 기반 방법이 그것이다. 시스템은 보호자의 위치를 고려하므로 즉각적인 보호 아동 상태의 확인이 가능하다.

Abstract ▼ AI-Helper

LBS(Location Based System) usually uses GPS technology to measure the exact position of the moving object. However, the method of managing location which utilizes the WiFi technology of mobile phone has not been introduced so far. The method of managing moving objects in view of the location of guardian has also not been proposed. In this paper, a new location management system of moving objects which take guardian's location into consideration is proposed. Specifically, the three methods of searching for missing child proposed in this paper are as follows : 1) a method based on an app for smart phone, 2) a method based on control server, 3) a method based on control server and fixed APs. Because the proposed system reflects the location of the guardian, the guardian is able to identify the state of child immediately and the workload can be reduced.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 이 논문에서는 보호자와 보호 대상 객체의 위치적 상관관계를 고려하고, 서버 부하를 조절할 수 있는 이동 객체의 위치 관리 시스템을 제안하고자 한다. 보호 대상 객체가 보호자의 통신 권역 내에 있을 때에는 서버나 타 스마트폰의 개입없이 보호자와 보호 대상 객체간의 1:1 통신만을 수행하여 서버의 부하를 감소시킨다.
이 연구에서 제안한 하이브리드 위치 획득 모델은 모바일 사용자의 최대 이동 속도를 이용하는 MATT 위치 획득 모델[5]의 장점과 이동 거리 비율을 이용하는 위치 획득 모델[6]의 장점을 적용한 모델이다. 반면, 본 연구는 모델의 다양화를 통한 부하를 줄이고자 하였다.
기존의 미아 방지 시스템은 부모와 아동과의 거리가 멀어져도 경계를 벗어나지 않으면 미아 탐지가 불가능한 단점이 있다. 이 논문에서는 이동 중인 보호자와 아동의 위치적 상관관계를 감안하고, 다양한 상황을 고려한 WiFi기반 미아 방지 시스템을 제안하였다.

제안 방법

관련 연구 [3]에서는 미아 방지를 위한 USN 기반 위치 확인 시스템을 제안하였다. 그리고 기존 Beacon을 활용한 위치확인 시스템[7]의 단점인 장애물 처리 방안을 제시하였다. 그리고 기준점 중심 측위를 하는 CH 알고리즘[8]을 적용하였다.
보호 대상 객체가 보호자의 통신 권역 내에 있을 때에는 서버나 타 스마트폰의 개입없이 보호자와 보호 대상 객체간의 1:1 통신만을 수행하여 서버의 부하를 감소시킨다. 그리고 통신 권역을 벗어났을 경우에는 타 스마트폰만을 이용하는 방식과 고정 AP 및 서버를 이용하는 방법으로 나누어 처리한다.
해수욕장과 같은 대규모 인구 밀집지역에서 제안한 미아방지 시스템이 운용될 경우 모든 타 부모 스마트폰에 정보를 제공하는 것은 상당한 작업 부하를 일으킨다. 따라서 이 논문에서는 전체 관할 지역을 그리드(grid) 형태로 나누어 미아 리스트 정보를 제공하면 관제 시스템의 부하를 막을 수 있다.
세 번째 단계는 미아 찾기 단계로서, 이 논문에서는 이탈이 감지된 태그에 대해 세 가지 미아 찾기 방법을 제안한다. 첫째는 앱을 이용한 미아 찾기이며, 둘째는 관제 서버를 이용한 미아 찾기이며, 셋째는 고정형 AP와 서버를 이용한 미아 찾기 이다.
시스템 실행의 첫 번째 단계인 태그 정보 관리를 위한 객체 테이블을 SQLite로 구축하였다. 표 2는 부모 스마트폰 내부의 데이터베이스 스키마를 표현하고 있다.
서버 모듈의 고정 AP는 이동 중인 폰과 태그의 중단 없는 경로 추적을 위해 사용된다. 이 논문에서는 3가지 유형의 미아 찾기가 제안되며, 유형마다 서버의 역할이 달라진다. 구체적인 유형은 3.
관련 연구 [2]는 이동체의 이동 패턴을 감안하며 불필요한 위치 정보 획득횟수를 줄여 시스템의 부하를 감소시키고자 하였다. 이 연구에서 제안한 하이브리드 위치 획득 모델은 모바일 사용자의 최대 이동 속도를 이용하는 MATT 위치 획득 모델[5]의 장점과 이동 거리 비율을 이용하는 위치 획득 모델[6]의 장점을 적용한 모델이다. 반면, 본 연구는 모델의 다양화를 통한 부하를 줄이고자 하였다.
제안한 시스템은 소규모 구역을 위한 스마트 폰 앱기반 기법, 중대형 규모를 위한 관제 서버 기반 미아 찾기를 제안하였으며, 대용량 객체의 분산을 위해 그리드 기법을 적용하였다. 따라서 서버의 개입없이 시스템이 운용 가능하여 서버의 부하를 분산시킬 수 있다.
그림 9의 좌측은 SAP A가 SMS를 수신한 이미지이며, 우측은 같이 자녀의 현재위치를 나타내고 있다. 지도 서비스 구현을 위해 네이버 API를 이용하였다.

이론/모형

그리고 기존 Beacon을 활용한 위치확인 시스템[7]의 단점인 장애물 처리 방안을 제시하였다. 그리고 기준점 중심 측위를 하는 CH 알고리즘[8]을 적용하였다. 그러나 이 연구 또한 부모의 현재 위치 및 부모 반경이라는 개념없이 전체 지역의 이탈 여부만을 판단한다.
실내 지역에서는 GPS 정보 대신 WiFi 모듈에서 수집된 인근 AP 정보를 제공하여 WPS(WiFi Positioning System)기법[9,10]을 본 시스템에 적용할 수 있다.
이 단계에서는 보호 아동 태그의 정보를 미리 스마트폰 내의 데이터베이스에 구축한다. 저장되는 정보는 아동 태그들의 Mac 정보이며, 통신을 위해 WiFi-Direct 기술을 활용한다.

성능/효과

스마트폰의 앱을 제작하여 실험한 결과 1:1 통신으로 미아 감지가 가능하고 지도 서비스를 활용하여 미아찾기가 가능함을 보여 주었다. 아울러 제안한 시스템은 스마트폰이 태그의 기능을 대신할 수 있음을 감안하면 그 활용도가 더욱 높다고 사료된다.
제안한 기법은 스마트 폰의 앱으로 제작하여 1:1 통신 및 미아 감지가 가능함을 확인하였다. 구현된 시스템은 문자메시지와 지도화면 출력을 통해 해당 부모가 미아의 현재 위치를 쉽게 확인할 수 있도록 하였다.

후속연구

스마트폰의 앱을 제작하여 실험한 결과 1:1 통신으로 미아 감지가 가능하고 지도 서비스를 활용하여 미아찾기가 가능함을 보여 주었다. 아울러 제안한 시스템은 스마트폰이 태그의 기능을 대신할 수 있음을 감안하면 그 활용도가 더욱 높다고 사료된다.
제안한 기법은 해수욕장, 엑스포 등 대규모 인원 밀집 지역에서의 미아 방지 시스템 등에 적용될 수 있으며, 응용 분야는 더욱 확대될 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	LBS에서 이동 객체의 위치를 정확하게 확인하기 위해 주로 이용하는 기술은 무엇인가?	LBS는 이동 객체의 위치를 정확하게 확인하기 위해 주로 GPS 기술을 이용한다. 그러나 지금까지 휴대폰의 WiFi 기술을 활용한 이동 객체의 위치 관리 기법을 제시되지 않았으며, 또한 보호자의 위치를 고려한 이동 객체의 위치 관리 기법 또한 제시되지 않았다.
	위치 기반 서비스에 관한 연구는 어떻게 구분되는가?	위치 기반 서비스에 관한 연구는 이동객체의 위치 값 관리 및 질의 처리에 관한 연구, 이동객체의 위치 값 전송 부하를 줄이는 연구, 위치기반경보서비스에 관한 연구 등으로 구분된다.
	본 연구에서 미아 찾기 및 통보를 위해 어떠한 방법을 제안했는가?	구체적으로 미아 찾기 및 통보를 위해 다음과 같은 3가지 방법을 제안한다. 1) 스마트폰 앱 기반, 2) 관제 서버 기반, 3) 관제 서버와 고정 AP(Access Point) 기반 방법이 그것이다. 시스템은 보호자의 위치를 고려하므로 즉각적인 보호 아동 상태의 확인이 가능하다.

참고문헌 (10)

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M. G. Cha, D. K. Jung, Y. K. Kim, and H. J. Chong, "A USN Based Mobile Object Tracking System for the Prevention of Missing Child," Korean Institute of Information Scientists and Engineers. Data Communication, vol. 35, no. 5, pp. 453-463, Oct. 2008.
K. S. Kim, O. J. Kwon, H. Y. Byun, D. S. Jo, T. W. Kim, and K. J. Li, "Design and Implementation of Query Processor for Moving Objects," Journal of the Korea open GIS association, vol. 6, no. 1, pp. 31-50, 2004.
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B. I. Ahn, S. B Yang, H. C. Jin and J. Y. Lee, "Location Polling Algorithm for Alerting Service Based on Location," Springer Verlag LNCS, Vol. 3833, pp.104-114, 2005.
N. B. Priyantha, A. Chakraborty and H Balakrishnan, "The Criket Location-Support System," ACM Int. Conf. on Mobile Computing and Networking, pp. 32-43, 2000.
H. Kong, Y. Kwon and T. Sung, "Comparisons of TDOA Triangulation Solutions for Indoor Positioning," Int. Symposium on GNSS/GPS, 2004.
H. S. Lee, and J. D. Kim, "Design and Implementation of Outdoor Positioning System Using MSS Mechanism & Wireless AP characteristic," Journal of Korea Multimedia Society, vol. 14, no. 3, pp. 433-439, Mar. 2011.

원문보기 상세보기
H. S. Lee, and J. D. Kim, "Real-time Construction of Radio Map for WPS_WS," Journal of Korea Institute of Information and Communication Engineering, Vol. 15, no. 2, 2011.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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