[논문]적외선 및 초음파센서 그리드를 활용한 태그가 없는 실내 위치식별 시스템

노찬휘; 김용석; 신창식; 백돈규

doi:10.9723/jksiis.2022.27.1.027

적외선 및 초음파센서 그리드를 활용한 태그가 없는 실내 위치식별 시스템
Tag-free Indoor Positioning System Using Wireless Infrared and Ultrasonic Sensor Grid 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.27 no.1, 2022년, pp.27 - 35

노찬휘 (충북대학교 전자공학부) , 김용석 (충북대학교 전자공학부) , 신창식 (PowerLSI) , 백돈규 (충북대학교 전자공학부)

초록
AI-Helper

대부분의 IPS(Indoor Positioning System)에서는 비콘과 같은 태그로부터 특정 신호를 여러 수신기에 보냄으로써 사용자의 위치를 특정하고 동선을 파악한다. 이러한 방식은 창고, 공장, 병원 등 유동인구가 제한적인 곳에서 매우 효율적으로 활용되지만, 대형 마켓 및 복합쇼핑몰과 같은 상업 시설에서는 고객 각자에게 태그를 부착해야 하므로 적용하기가 어렵다. 본 논문에서는 태그를 사용하지 않고도 외부 센서 노드 그리드를 활용하여 유동인구의 이동 추이를 파악하는 시스템을 제안한다. 각 센서 노드는 초음파센서와 적외선센서를 조합하여 사람들의 존재 여부와 세부형태를 모두 모니터링할 수 있으며, 수집한 데이터를 무선송신을 통해 메인 서버에 보냄으로써 간편하게 시스템을 유지 및 보수할 수 있도록 하였다. FPGA 보드를 활용하여 센서 노드 동작을 검증하였으며, 초소형 센서 노드를 구성하기 위해 180nm 공정으로 VLSI 회로를 설계하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the most IPS (Indoor Positioning System), it is available to specify the user's movement by sending a specific signal from a tag such as a beacon to multiple receivers. This method is very efficiently used in places where the number of people is limited. On the other hand, in large commercial facilities, it is nearly difficult to apply the existing IPS method because it is necessary to attach a tag to each customer. In this paper, we propose a system that uses an external sensor grid to identify people's movement without using tags. Each sensor node uses both an ultrasonic sensor and an infrared sensor to monitor people's movements and sends collected data to the main server through wireless transmission for easy system maintenance. The operation was verified using the FPGA board, and we designed a VLSI circuit in 180nm process.

주제어

표/그림 (18)

그림 Fig. 1 Control System Diagram.
그림 Fig. 2 Use only Ultrasonic Sensor.
그림 Fig. 3 Use of an ultrasonic sensor (solid line) and an infrared sensor (dashed line).
그림 Fig. 4 Experimental Condition.
그림 Fig. 5 Measurement distance of Ultrasonic Sensor and Infrared Sensor.
그림 Fig. 6 IPS Sensor Grid.
그림 Fig. 7 Ultrasonic SR-04 module Timing Diagram.
표 Table 1 Features of Ultrasonic Sensor.
그림 Fig. 8 Ultrasonic SR-04 module Block Diagram & Timing Diagram.
표 Table 2 Features of Infrared Sensor.
그림 Fig. 9 Digital Design Flow.
그림 Fig. 10 Chip Layout.
그림 Fig. 11 IPS on FPGA board & Bluetooth.
표 Table 3 Area of The Proposed Design.
표 Table 4 Feature of Evaluation Board.
표 Table 7 Dist_max and Dist_acc by height of ceiling.
표 Table 5 Experimental condition.
표 Table 6 Measurement distance by sensor type.

참고문헌 (9)

T. Arai, T. Yoshizawa, T. Aoki. K. Zempo and Y. Okada, "Evaluation of Indoor Positioning System based on Attachable Infrared Beacons In Metal Shelf Environment," 2019 IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE), 2019. pp. 1-4, doi: 10.1109/ICCE.2019.8662007.
L. Bai, F. Ciravegna, R. Bond and M. Mulvenna, "A Low Cost Indoor Positioning System Using Bluetooth Low Energy," in IEEE Access, vol. 8, pp. 136858-136871, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3012342.

상세보기
Kim, Han-Sol, Woojin Seo, and Kwang-Ryul Baek. 2017. "Indoor Positioning System Using Magnetic Field Map Navigation and an Encoder System" Sensors 17, no. 3: 651. https://doi.org/10.3390/s17030651

상세보기
Y. Kashimoto, M. Fujimoto, H. Suwa, Y. Arakawa and K. Yasumoto, "Floor vibration type estimation with piezo sensor toward indoor positioning system," 2016 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), 2016, pp. 1-6, doi: 10.1109/IPIN.2016.7743667.
Hikmet Yucel, Rifat Edizkan, Taha Ozkir, Ahmet Yazici, "Development of indoor positioning system with ultrasonic and infrared signals" 2012 International Symposium on Innovations in Intelligent Systems and Applications, 2012, DOI: 10.1109/INISTA.2012.6246983
Cadence Inc, NC-Verilog Simulator User Guide
Synopsys Inc, VCS User Guide, 1999
Synopsys Inc, Design Compiler User Guide, B-2008.09, 2008
Synopsys Inc, IC Compiler User Guide: Implementation, B-2008.09, 2009

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증