[논문]안드로이드 환경에서 GPS와 WiFi를 이용한 아동위치 추적 시스템 설계 및 구현

유중욱; 송특섭

doi:10.6109/jkiice.2014.18.6.1343

안드로이드 환경에서 GPS와 WiFi를 이용한 아동위치 추적 시스템 설계 및 구현
Design and Implementation for Child Tracking System using GPS and WiFi under Android Environment 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.18 no.6, 2014년, pp.1343 - 1349

유중욱 (InterCast, KAIST Munji Campus) , 송특섭 (Division of Convergence Computer and Media, Mokwon University)

초록
AI-Helper

최근 들어 기존의 휴대폰시장을 대부분 스마트폰이 대신하고 있다. 스마트폰의 다양한 센서를 활용하여 광범위하게 사용되고 있으며 이에 따른 대한 많은 연구와 개발이 진행되고 있다. 스마트폰은 기존 휴대폰에 제한적으로 적용되던 GPS와 센서를 대부분 내장하고 있다. 스마트폰 관련 연구 중 위치기반 서비스가 중요 연구개발 분야중 하나이다. 본 연구는 GPS와 Wifi를 사용하여 어린이와 같은 보호대상자의 위치를 파악하고 보호자가 설정한 관심지역을 벗어나게 되는 경우 보호자에게 통보하는 시스템을 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently feature phones are being replaced by smartphones. Because smartphones have various sensors, there are many applications and research works that utilize them. Very few feature phones have GPS modules but all smartphones are equipped with a GPS sensor. One of the hot issues for smartphone research and development is point interest research. In this paper, we will develop an application which protects children using GPS and WiFi.. If a child gets out of the interest-area which is established by parents or guardian, our system sends them messages.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 스마트폰에 탑재되어 있는 GPS와 WiFi센서를 이용해 어린이의 위치를 실시간으로 알아보고 특정지역을 벗어나는 경우 보호자에게 알려줄 수 있도록 하였다. 보호자가 직접 아동의 활동영역을 스마트폰에 표시하고 아동이 제한 영역을 벗어나는 경우 즉시 메시지를 전송하고 아동의 위치를 보호자의 스마트폰에 표시 되도록 개발 하였다.
본 연구는 최근 급속히 보급이 증가한 스마트폰 환경에서 미아발생을 방지하기 위한 시스템을 개발하였다. 실외는 물론 실내에서도 아동의 위치를 파악할 수 있도록 GPS와 WiFi를 사용하였으며, 부모나 보호대상자가 안심지역을 설정하여 안심지역을 벗어나는 경우 바로 보호자에게 문자전송과 아동의 위치를 스마트폰에 표시함으로써 어린이를 쉽게 찾을 수 있도록 하였다.
본장에서는 미아방지를 위해 개발되거나 연구된 기존의 시스템의 장단점을 알아본다. 현재까지 연구된 위치인식을 통한 위치추적 기술에 관한 주요 내용은 다음과 같다.

제안 방법

구글맵 API를 통해 현재 화면 지도의 위도 경도 값을 구하여 구해진 위도, 경도 값과 비교한다. 이후 구글 API를 이용, 검색된 위치좌표와 현재 화면의 위치좌표를 비교하여 검색된 위도, 경도 값이 화면의 중앙에 위치 할 수 있도록 화면을 이동 시키게 되며 이후 안심지역 추가가 이루어진다.
실험 평가는 약 2 주간의 사전 운영을 통해 신뢰할 수 있는 통계 정보를 확보 후 실험을 진행하였다. 또한 본 논문에서 제안하는 시스템의 구축 결과물은 안드로이드 및 아이폰 등의 스마트폰에서의 대상의 이동을 감지하고 구글 맵 기반의 실시간 위치 추적시스템에서 위치를 파악하는 시스템 구조를 갖고 있다.
본 연구는 스마트폰에 탑재되어 있는 GPS와 WiFi센서를 이용해 어린이의 위치를 실시간으로 알아보고 특정지역을 벗어나는 경우 보호자에게 알려줄 수 있도록 하였다. 보호자가 직접 아동의 활동영역을 스마트폰에 표시하고 아동이 제한 영역을 벗어나는 경우 즉시 메시지를 전송하고 아동의 위치를 보호자의 스마트폰에 표시 되도록 개발 하였다.
본 장에서는 스마트 위치추적 시스템의 구현 화면 및위치 모니터링을 측정함으로써 제안시스템의 효율성을 평가 하였다. 제안시스템은 안드로이드 버전 4.
보호 대상자의 위치추적 시스템은 그 기능에 따라 여섯개의 모듈로 구성되며 입력, 위치측정, 기능 선택, 계산 및 저장, 이상행동 판단, 출력이다. 시스템에서 사용하는 모든 입력은 터치를 통하여 이루어지도록 설계하였다.
영역을 그려줄 때 현재 화면 지도의 축척 단위에 맞춰 그려주며 사용자가 지도를 확대, 축소하더라도 축척에 맞게 변화하도록 설정한다. 안심지역은 설정은 지도를 사용하는 방법과 주소를 사용하는 방법 두 가지로 개발하였다.
전달된 위치정보는 서버에만 저장이 되며 임시로 저장한 정보는 삭제된다. 위치정보 수집은 스마트폰이 GPS 신호를 수신 할 수 있을 경우 그 값을 위치정보로 사용하며 GPS신호를 수신 할 수 없는 장소의 경우 WiFi, 휴대 전화 기지국을 사용해 수집한 위치정보를 사용해 수집한 위치정보의 평균값을 위치정보로 사용하였다.
본 장에서는 스마트 위치추적 시스템의 구현 화면 및위치 모니터링을 측정함으로써 제안시스템의 효율성을 평가 하였다. 제안시스템은 안드로이드 버전 4.1.1 기반으로 개발하였으며 실험대상 디바이스는 삼성 캘럭시 S3와 아이폰 4를 사용하였으며 안드로이드 개발도 구인 이클리스(Eclipse)환경에서 개발하였다.
보호자는 해당 메시지를 수신 했을 때 해당 어린이의 상태를 알리며 지도화면에 해당 어린이의 현재 위치를 표시한다. 푸시 메시지는 보호자에게 정확히 전달되어야 하기 때문에 해당 사용자가 확인 했다는 확인이 될 때까지 일정 간격으로 총 3회 전송하도록 하였다.

대상 데이터

실험 평가는 약 2 주간의 사전 운영을 통해 신뢰할 수 있는 통계 정보를 확보 후 실험을 진행하였다. 또한 본 논문에서 제안하는 시스템의 구축 결과물은 안드로이드 및 아이폰 등의 스마트폰에서의 대상의 이동을 감지하고 구글 맵 기반의 실시간 위치 추적시스템에서 위치를 파악하는 시스템 구조를 갖고 있다.
테스트에 사용할 안심지역의 범위는 100미터를 잡았으며 안심지역 이탈 메시지가 도착한 순간부터 대상을 찾기 시작하였다. 오차 범위가 얼마나 많은지 그리고 얼마나 빨리 발견 할 수 있는지 실험하여 데이터를 수집하였다.
위치 추적 시스템의 오차 범위의 데이터를 수집하기 위해서 총 2일간 실험 기간을 잡고, 실험장소로는 대전 역과장(실험A)와 만남의 광장(실험B), 실내로 중앙로 지하상가(실험C)등 인구이동이 많은 총 3곳에서 실험을 하였다. 테스트에 사용할 안심지역의 범위는 100미터를 잡았으며 안심지역 이탈 메시지가 도착한 순간부터 대상을 찾기 시작하였다.
위치 추적 시스템의 오차 범위의 데이터를 수집하기 위해서 총 2일간 실험 기간을 잡고, 실험장소로는 대전 역과장(실험A)와 만남의 광장(실험B), 실내로 중앙로 지하상가(실험C)등 인구이동이 많은 총 3곳에서 실험을 하였다. 테스트에 사용할 안심지역의 범위는 100미터를 잡았으며 안심지역 이탈 메시지가 도착한 순간부터 대상을 찾기 시작하였다. 오차 범위가 얼마나 많은지 그리고 얼마나 빨리 발견 할 수 있는지 실험하여 데이터를 수집하였다.

성능/효과

실외는 물론 실내에서도 아동의 위치를 파악할 수 있도록 GPS와 WiFi를 사용하였으며, 부모나 보호대상자가 안심지역을 설정하여 안심지역을 벗어나는 경우 바로 보호자에게 문자전송과 아동의 위치를 스마트폰에 표시함으로써 어린이를 쉽게 찾을 수 있도록 하였다. 사람이 많이 모이는 밀접지역을 중심으로 실험을 통해 제안 시스템의 안정성 및 정확성을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 실종 아동의 이동경로를 표시하여 줌으로써 아동의 이동가능 경로 추정 방법과 실종아동이 행동 패턴을 통한 응급상황에 대한 대처 방법을 지속적으로 수행할 예정이다.
메시지가 도착 확인이 푸시 메시지 전송 후 10초 이상 전송되지 않았을 경우 이전의 메시지는 전송 실패로 간주, 다시 메시지를 전달하게 된다. 실험 결과 메시지 전송은 최대 3회를 넘기 전에 안정적으로 전달되었으며 걸린 시간은 최대 30초 이내에 전송되었다.

후속연구

사람이 많이 모이는 밀접지역을 중심으로 실험을 통해 제안 시스템의 안정성 및 정확성을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 실종 아동의 이동경로를 표시하여 줌으로써 아동의 이동가능 경로 추정 방법과 실종아동이 행동 패턴을 통한 응급상황에 대한 대처 방법을 지속적으로 수행할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	QR코드를 이용한 위치추적 시스템의 문제점은?	QR코드가 부착된 제품을 소지한 아이, 애견, 노약자 등이 길을 잃었을 때발견자가 QR코드를 스마트폰으로 스캔하면 발견자의 위치정보, 연락처를 서버에 등록하고 이를 보호자의 스마트폰으로 전송하여 위치를 탐지할 수 있다. 하지만 발견자가 스캔하지 않았을 경우나 연락처, 위치정보 등을 입력하지 않았을 때에는 대상을 발견하기 힘든 문제가 발생한다.
	미아 방지를 위한 기존의 시스템의 단점은?	미아를 방지하기 위해서 활발하게 활동하는 어린이 들을 끈임 없이 관심을 기울여한다. 미아 방지를 위한 기존의 시스템이 개발 되어 있으나 스마트폰기반이 아니거나 별도의 장비를 구입해야 하거나 실내에서 사용이 제한되는 등 단점을 갖고 있다[1,2,4-8].
	스마트폰의 적용영역이 앞으로도 계속 확대될 것으로 예상되는 이유는?	기존의 음성통화와 텍스트위주의 휴대전화 환경은 스마트폰의 보급과 함께 획기적으로 변화 하였으며 응용분야 역시 계속적으로 확장되어 나갈 것이다. 스마트폰은 음성통화와 문자 서비스 외에 인터넷 서빙, 게임, 금융, 메일과 같은 수많은 어플리케이션의 실행이 가능하기 때문에 적용영역이 앞으로도 계속 확대 되어 나갈 것이다[1,2].

참고문헌 (8)

C.P, J.S. Jeong, K.H. Yoo, "WeWhere : A Multiple User Location Tracking System of Smart Phones," J. Korea Contents Association, vol. 11. no. 4, pp. 18-26, 2011.

원문보기 상세보기
A. Al-Mazloum, E. Omer, and M. F. A. Abdullah. "GPS and SMS-Based Child Tracking System Using Smart Phone." International Journal of Electrical, Electronic Science and Engineering. vol. 7. no.2, pp. 96-99. 2013.
M. Cha, J. Kyo, Y. Kim, and H. Chong. "A USN Based Mobile Object Tracking System for the Prevention of Missing Child." Journal of KIISE: Information Networking, vol. 35 no. 5. pp. 453-463. 2008.
M. Oh, J. Moon, H. Han, J.Ahn, and H. Kim, "IEEE 802.15.4 Based Searching System of Missing Children in Festival," in Proceeding 2008 Spring Conference of the Korea Multimedia Society, pp 154-157, 2008.
S.J. Oh, J.H. Kim, and.K. Jung, "Design and Implementation of a Missing Child Tracking System using GPS," in Proceeding 2008 Spring Conference of the Korea Multimedia Society, pp. 395-398. 2008.
Missing child protection system using QR code : Available: www.icares.co.kr
E-national index : Available: http://www.index.go.kr/
Missing child prevention system : Available: http://www.telewave.co.b

저자의 다른 논문 :

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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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