Patent KR-101895774-B1 (KR)
IPC: H04W4/00
Filed: 2016-02-16
Granted: 2018-09-05
Abstract: 본 발명은 정보통신공학에 기초한 발명으로써 블루투스의 주파수는 2400~2483.5MHz를 사용하는데 이것을 이용하여 다양한 개인화 서비스를 구현할수 있는데 이것을 이용하는 비콘서비스시스템에서 비콘이 하는 Access Point의 역할을 지상에 부착 혹은 고정시키는 것이 아니라 공중에 드론이나 연 혹은 풍선을 통해 머무르게 하거나 이동하게 하여,그 비콘으로부터의 주파수가 미치는 범위내의 스마트기기를 통해 다양한 개인서비스를 제공하는 시스템을 구축하는 방법을 기술한다. 
도면을 예로 들어 상세하게 설명하면 
즉 공중에 떠 있는 비콘들은 지속적으로 블루투스 신호를 방송한다. 공중에 떠 있는 비콘의 위치는 GPS값을 통해 기본적인 1차 위치값을 가지며,지상에 있는 스마트기기의 어플리케이션이 설치된 스마트기기를 통해 2차의 위치값으로 보정된다. 여기서 106과 107과 같이 지상에서 AP Manager역할을 하는 스마트기기와 서비스를 제공받는 스마트기기는 동일할수도 있고,동일하지 않을수도 있다. 즉, 지상의 몇몇의 스마트기기는 AP Manager역할을 수행하지만 위치에 따른 실시간 보정값이 오차범위 안으로 들어 왔을때는 AP Manager모드에서 자동으로 사용자 모드로 넘어간다. 즉, 사용자 스마트기기 측면에서 보면 공중에 떠 있는 플라잉 비콘을 통해 1차 GPS 맵위치값을 받고,2차로 스마트폰을 통해 2차 보정값을 결정한다. 
보정하는 방식은 맵값과 스마트폰과의 거리값과 신호세기 측정값을 측위 알고리즘으로 보정하며,이것의 오차는 1M 이내로 보정가능하였다. 
즉, 공중에 떠 있는 비콘은 실시간으로 고정될 수도 있고 이동할수도 있는 이것은 GPS값으로 1차 위치값을 받고,2차로 그 비콘의 주파수를 수신하는 스마트기기를 통해 플라잉 비콘의 위치범위를 지정하게 되고,또한 사용자 스마트기기의 위치를 특정하게 된다. 
공중에 떠 있는 비콘은 지속적으로 블루투스 시그널을 방송하는데 그 범위안에 스마트기기가 위치했을 때 204처럼 Txpower,Major,Minor,Mac Address등 각종 정보를 수신한다.이것은 비콘의 고유의 위치값으로 산정되며,이것을 기존의 스마트폰에 내장된 GPS모듈을 통해 GPS의 맵과 매칭되어서 위치값을 보정하는 역할을 하게 된다. 이렇게 보정된 위치데이타는 Contents Management Server로 보내지는데 이것을 인터넷망을 통하게 된다. 이렇게 서버쪽으로 보내진 보정된 위치값은 그 위치의 메시지 Indentity를 가져오게 되고 이것은 각 사용자마다 Unique한 메시지 아이디값을 가지게 된다. 이렇게 Unique한 메시지 ID는 각각의 스마트폰 사용자 ID로 매칭되게 되고 이렇게 매칭된 ID의 Road를 따라서 특정한 위치에 있는 특정한 사용자에게 특정한 Unique한 메시지를 제공해줄수 있게 된다. 즉, 201과 같이 이 메시지는 사용자의 위치기반서비스와 그 특정한 위치에서만 받을수 있는 특정한 정보제공서비스가 된다.   
306의 AP Manager라 함은 물리적으로는 스마트기기에 포함되어 소프트웨어적으로 공중에 떠 있는 비콘의 활성과 비활성 및 배터리상태등을 관장하며,위치와 상태값들의 보정이 완료된후에는 프로세스의 데몬이 죽으며,지속적으로 프로세스가 켜졌다와 꺼졌다를 반복하는 모듈을 의미하며,이것은 서버와 통신을 통해 제어가 되는이것은 인터넷망을 이용하여 관리할수 있다. 다시 돌아가서 사용자 스마트폰으로 들어온 블루투스 신호는 304의 위치서비스모듈과 305의 정보제공서비스모듈로 나뉘는데 이것은 310번의 통합관리시스템을 통해 관리할수 있다. 
각모듈에서 리턴되어진 값들은 특정한 장소에 위치한 특정한 플라잉 비콘이 위치한 곳에서 그 범위안에서 정확하게 그 범위안에 있는 사용자에게 위치와 정보제공서비스를 제공할수 있게 된다. 
도면4의 400의 플라잉 비콘이 Positioin1에 있을 때 x1,y1,z1은 User Position1과 가장 가까운 위치에서 작동한다. 하지만 401에서 보는바와 같이 플라잉 비콘이 Position2에 있을때는 x1,y1,z1은 같지만 User Position2에 가장 가깝고 매칭이 된다. 즉, 플라잉비콘의 좌표값은 사용자 위치에 비례해서 3차원의 위치값을 가진다는 것이다. 다시말하면 GPS는 플라잉비콘과 사용자 스마트폰의 절대적 위치를 통해 맵에 위치값을 찍고,플라잉 비콘과 사용자 스마트폰은 서로간의 거리를 기준으로 서로의 3차원 위치값을 찍는다. 이렇게 하면 GPS로 잡은 플라잉 비콘의 위치값의 절대값안에 사용자 스마트폰의 절대값이 들어왔을때만 서로 매칭이 된다는 것을 의미한다. 
이렇게 함으로써 사용자 스마트폰의 위치는 플라잉 비콘을 통해 플라잉 비콘의 범위안에서의 맵상에서 그 위치를 특정할수 있다. 이렇게 플라잉 비콘의 맵상에서 위치가 특정지어진 사용자 스마트폰은 410의 통합관리시스템을 통해 사용자에게 위치기반 서비스와 정보제공서비스를 동시에 제공할수 있으며, 그 정확도는 1M이내를 구현할수 있다. 
다시 말해서 단순히 공중에 떠 있는 플라잉 비콘의 위치값으로 지상에 있는 사용자 스마트폰과 사람의 위치를 거리로 측정하는 것이 아니라 GPS의 범위안에 플라잉 비콘과 사용자 스마트폰이 교집합으로 포함이 될 때 그 시점에서 플라잉 비콘의 범위를 맵으로 만들고 다시 그 범위 안에서 사용자 스마트폰의 Response를 역으로 보정하는 방식으로 구현하므로 내부적으로는 GPS와 플라잉 비콘 그리고 사용자 스마트폰이 삼각형을 이루어서 수학적으로 가장 근접한 값을 뽑아내는 방식이 된다. 이것은 수학적으로 정삼각형은 어떤 꼭지점에서 출발하던 수직으로 내려오는 선들의 교차점은 정 중앙에 위치한다는 이론과 동일하다. 즉, 세 개의 다른 점으로부터 시작된 선은 맵의 크기를 나타내고 교차점은 사용자 스마트폰의 위치를 나타낸다.다시 한번 더 기술하면 정삼각형의 세계의 꼭지점은 각각 GPS의 위치값,플라잉비콘의 위치값,사용자 스마트폰위치값으로 나뉘어지며,진정한 사용자 스마트폰의 위치값은 세 개의 꼭지점이 만나는 교차점이 된다는 이론이다. 이것은 각각의 값들이 교집합이기 때문이다. 
본 발명을 다시 자세히 설명하면 비콘을 특정한 공간의 고정된 위치로 설치해두고 고정된 값을 얻어서 그것을 통한 그 범위내의 위치를 산출하여 제공하는 위치제공서비스가 아니라 드론이나 연 혹은 풍선같은 공중에 위치할수 있는 기구를 사용하여 비콘을 공중에 머물거나 혹은 이동하도록 하여,그 신호가 도달되는 영역을 1차로 GPS로 맵화하고,그것을 통해 특정지어진 공간을 다시 2차로 공중에 설치된 플라잉비콘을 통해 맵화한다. 이렇게 맵화되어진 공간은 사용자 스마트폰을 다시 제 3차의 Access Point로 하여 정 삼각형의 꼭지점 교집합을 형성한다. 이렇게 형성되어진 공간의 맵상에서의 교차점은 사용자 스마트폰에 설치된 어플리케이션을 통해 구해지고 그 위치가 바로 처음 특정지어진 공간에서 사용자 스마트폰이 위치한 지점이 된다. 
사용자 스마트폰은 플라잉 비콘의 Access Point의 하드웨어적인 Management기능도 하며,그 프로세스는 사용자의 위치가 플라잉 비콘의 주파수 도달 범위안에 들어갔을 때 활성화 되고,일정시간이 지나면 그 데이터는 DB에 저장되며,사용자 스마트폰은 다시 순수한 어플리케이션 사용자 모드로써 작동한다. 
다시 말해 플라잉 비콘은 공간에 고정된 Access Point를 제공하는게 아니라 주파수 영역이 미치는 공간을 하나의 위치서비스를 제공할수 있는 영역으로 컨버팅하는 역할을 수행함으로써 기존에 한정된 지역을 인지할수 있는 위치기반서비스의 범위를 무한한 공간으로 확대할수 있다는 장점이 있다.