Abstract
In this paper, in order to minimize limitations such as signal interference and positioning errors in existing indoor positioning systems, a smart LED-based positioning system for excellent line-of-sight radio environments and precise location tracking is proposed to improve accuracy. An IEEE 802.4 Zigbee module is mounted on the SMPS board of a smart LED; RSSI and LQI signals are received from a moving tag, and the system is configured to transmit the measured data to the positioning server through a gateway. For the experiment, the necessary hardware, such as the gateway and the smart LED module, were separately designed, and the experiment was conducted after configuring the system in an external field office. The positioning error was within 70cm as a result of performing complex calculations in the positioning server after transmitting a vector value of the moving object obtained from the direction sensor, together with a signal from the moving object received by the smart LED. The result is a significantly improved positioning error, compared to an existing short-range wireless communications-based system, and shows the level at which commercial products can be implemented.
본 논문에서는 기존 실내 위치인식 시스템들이 가지는 신호 간섭과 측위 오차 등 제한점들을 최소화하고자, 전파 가시성이 뛰어나고 정밀 측위가 가능한 스마트 LED 기반 측위 시스템을 구성하여 실내 위치인식 정밀도를 개선하고자 한다. 이를 위해 스마트 LED의 SMPS 보드에 IEEE 802.4 Zigbee 모듈을 탑재하고 이동체 태그로부터 RSSI와 LQI 신호를 수신하여 게이트웨이를 통해 측위 서버로 전달하는 시스템을 구성하였다. 실험을 위해 게이트웨이, 스마트 LED 모듈 등 필요한 하드웨어는 별도로 설계하였으며, 외부 현장 사무실에서 시스템 구성 후 실험을 진행하였다. 스마트 LED에서 수신되는 이동체의 신호와 함께, 방향 센서로부터 획득한 이동체의 벡터 값을 전달하여 측위 서버에서 복합연산을 수행한 결과, 측위 오차가 70cm 이내로 이루어짐을 확인하였다. 이 결과는 기존 근거리 무선통신 기반 시스템보다 측위오차가 대폭 개선된 결과로서, 상용화 제품을 구현할 수 있는 수준을 보여준 것이라 할 수 있다. 또한, 본 실험 결과를 기반으로, 향후 신호 간섭이 상존하는 다양한 환경에서 시스템 성능을 튜닝할 경우, 신규 LED 설치 건물에서 위치 측위용으로 다양한 응용으로 사용이 가능할 것이다.