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LBS를 위한 실내 위성 시스템
캡스톤설계 5조
박인욱2006730064
최우규2004731036
변재인2006730075
김희동2006730063
(전문)
(전문)
(전문)
(전문)
1. 시스템 개요
2. 목표 기능
3. 시험 항목
4. 기능시험
5. 성능시험과 평가기준
6. 데모 시나리오
7. 일정 관리
8. 면담 일지
2
AP와
Wi-Fi모듈
간의 통신
Wi-Fi모듈과
Laptop간의 통신
0
500
1580
1000
0
300
600
900
5조 LBS기반 실내 위성시스템
단위
(cm)
3
AP와 Wi-Fi모듈간의 거리 측정.
1
4
2
삼각법 알고리즘을 이용하여 위치정보(x,y)로 변환.
3
측정한 좌표를 컴퓨터로 전송(통신).
시뮬레이션 프로그램으로 실시간 위치 정보 표시.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
4
1. AP와 Wi-Fi모듈간의 거리 측정.
AP가 송신한 신호의 강도를 Wi-Fi모듈에서 측정.
감지한 신호의 강도(dB)를 대수적으로 변환.
위치에 따른 신호강도의 정보를 데이터 베이스 수집.
2. 삼각법 알고리즘을 이용하여 위치정보(x , y)로 변환.
데이터화 한 신호의 강도를 위치 정보(X , Y) 좌표로 변환.
위치 정보의 오차 파악. (장애물, 외부 신호의 간섭)
5조 LBS기반 실내 위성시스템
5
3. 측정한 좌표를 Laptop으로 전송.
WI-FI 통신을 이용하여 노트북으로 위치 정보(X , Y)를 전송.
4. 시뮬레이션 프로그램으로 실시간으로 위치 정보 표시
시뮬레이션 시스템을 구축하고 화면에 선정한 AP공유기의 위치를 표시.
Wi-Fi 통신으로 받은 위치 정보(좌표) 값을 좌표에 표시.
위치 정보의 변화를 감지하는 주기를 줄여서 실시간으로 모니터링 하는 시스템 구축.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
6
0
500
790
1000
1580
칠
300
(790,450)
450
600
900
5조 LBS기반 실내 위성시스템
판
문
문
7
4. 기능시험
1
AP와 마이크로 마우스의 거리 측정.
4대의 AP 설치
동
작
조
건
Wi-Fi모듈 설치
위치 별 신호강도 DB
거리측정 AVR 프로그래밍
4대의 AP를 15.8m x 9m 강의실에 위치를 설정하여 설치
AP1( 7.9,0) , AP2( 7.9,9) , AP3( 0,4.5) , AP4( 15.9,4.5)
동
작
방
법
Wi-Fi모듈을 마이크로 마우스의 Atmega16에 ISP interface
연결하여 설치 ( USB-SPI cable로 연결. )
1. AVR Studio로 신호강도세기를 측정 프로그램 코딩
2. 측정한 신호의 감도를 대수적으로 변환
3. 위치에 따른 신호강도세기의 정보를 데이터 베이스 수집.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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4. 기능시험
2
삼각법 알고리즘을 이용하여 위치정보 (X,Y)로 변환.
강의실을 좌표 계(X,Y)로 구분
동
작
조
건
동
작
방
법
위치 별 신호강도 DB
DB화 한 신호 강도를 삼각법 알고리즘으로 (X,Y)의 위치정보
로 변환하여 전자 지도 구성.
마이크로 마우스가 수신한 신호강도를 전자지도 DB에 대입
하여 위치 정보를 파악.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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4. 기능시험
3
동
작
조
건
동
작
방
법
5조 LBS기반 실내 위성시스템
측정한 좌표를 Laptop으로 전송.
Wi-Fi모듈 설치
Laptop Wi-Fi interface
Wi-Fi모듈의 SSID(고유 식별자)와 IP주소를 Laptop에서
인식 할 수 있도록 설정하여 위치정보를 수신.
10
4. 기능시험
4
시뮬레이션 프로그램으로 실시간 위치 정보 표시.
강의실을 좌표 계(X,Y)로 구분
동
작
조
건
삼각법 알고리즘으로 변환된 위치정보 값 (X,Y).
동
작
방
법
• C# 프로그램에서 강의실 공간을 좌표화. (Grid 설정.)
• C# 프로그램에 Laptop Wi-Fi 장치의 IP주소가 인식되도록
설정.
• 위치정보 값(X,Y)을 좌표에 나타내어 출력.
Laptop 내의 Wi-Fi 장치의 IP주소를 파악.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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5. 성능시험과 평가기준
AP와 마이크로 마우스의 거리 측정.
• 강의실 공간을 (X,Y)의 좌표로 구분.
• AP로부터 직선상 . m 단위의 위치에서 신호강도세기를
측정하여 데이터 베이스 구축.
• 마이크로 마우스에서 측정한 신호 강도의 세기를 데이터
베이스와 비교하여, AP와의 거리를 측정.
삼각법 알고리즘을 이용하여 위치정보 (X,Y)로 변환.
• 특정 위치의 좌표값(ex. (1,1))으로 마이크로 마우스를 이동.
• 각 AP와의 거리를 삼각법 알고리즘을 적용하여 얻은 좌표
값과 특정 위치의 좌표값을 비교.
• 오차 범위를 확인. 오차 범위 = 3m 내외이면 기준 충족.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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5. 성능시험과 평가기준
측정한 좌표를 Laptop으로 전송.
• Wi-Fi모듈의 SSID(고유 식별자)와 IP주소를 Laptop에서
인식 할 수 있도록 설정.
• IP주소 확인 가능하면 기준 충족.
시뮬레이션 프로그램으로 실시간 위치 정보 표시.
• 마이크로 마우스의 위치정보 값(X,Y)을 좌표에 나타내어 출
력.
• 위치 변화를 실시간 모니터링 가능하면 기준 충족.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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데모 시나리오
1. AP 인프라 구축.
2. 마이크로 마우스에 Wi-Fi 모
듈을 장착.
3. 위치정보를 파악하기 위한 실
시간 모니터링 프로그램 구축.
4. 위치 변경에 따른 동작확인.
동작설명
3대의 AP를 강의실 내의 다른 AP신
호들과 차별화할 수 있도록 SSID
(고유식별자)를 지정한다.
3대의 AP를 강의실 내의 지정한 위치
의 좌표 값
: AP1( 7.9,0) , AP2( 7.9,9) ,
AP3( 0,4.5) , AP4( 15.9,4.5)
에 정확히 설치하여 삼각법
알고리즘을 통한 위치 정보를 파악하
기 위한 실내 위성 환경을 구축한다.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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데모 시나리오
1. AP 인프라 구축.
2. 마이크로 마우스에 Wi-Fi 모
듈을 장착.
3. 위치정보를 파악하기 위한 실
시간 모니터링 프로그램 구축.
4. 위치 변경에 따른 동작확인.
동작설명
신호의 강도에 따른 거리의 위치를
표식화 해 DB를 구축한다.
(0.5m단위)
마이크로 마우스에 Wi-Fi 모듈을 장
착하여 3대의 AP신호를 받을 수 있도
록 환경을 설정한다.
3개의 신호를 삼각법 알고리즘을 통
해 위치 정보(X,Y)로 변환 후 실시간
으로 Laptop으로 송신한다.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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데모 시나리오
1. AP 인프라 구축.
2. 마이크로 마우스에 Wi-Fi 모
듈을 장착.
3. 위치정보를 파악하기 위한 실
시간 모니터링 프로그램 구축.
4. 위치 변경에 따른 동작확인.
동작설명
C# 프로그램에서 강의실 공간을
좌표화 한다. (Grid 설정.)
C# 프로그램에 Laptop Wi-Fi 장치의
IP주소가 인식되도록 설정하여 마이
크로 마우스에서 받은 위치 정보(X,Y)
를 좌표에 나타내어 출력한다.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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데모 시나리오
1. AP 인프라 구축.
2. 마이크로 마우스에 Wi-Fi 모
듈을 장착.
3. 위치정보를 파악하기 위한 실
시간 모니터링 프로그램 구축.
4. 위치 변경에 따른 동작확인.
동작설명
마이크로 마우스에서 받은 위치 정보
(X,Y)를 좌표에 나타내어 출력한 후
실시간으로 변하는 위치를 갱신하여
모니터링 프로그램 화면에 표시한다.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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목표기능 시연 기록지
목표 기능
달성도
AP와 마이크로 마우스의 거리 측정.
삼각법 알고리즘을 이용하여 위치정보(x,y)로 변환.
측정한 좌표를 컴퓨터로 전송(통신).
시뮬레이션 프로그램으로 실시간 위치 정보 표시.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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5조 LBS기반 실내 위성시스템
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부품 구매(90%)
AP 인프라(30%)
AVR 통신(20%)
시뮬레이션(40%)
USB-IPS 포트, 무
선공유기, Wi-Fi칩
S/W 이용해 AP 신
호 강도 측정
SPI 통신과 PORTB
사용 결정
C#에서 좌표와 그
림 삽입 완료
5조 LBS기반 실내 위성시스템
20
3월
업무
1
지도교수 면담 일정(예정)
2
4월
3
4
3/16,30
5
4/9
6
7
5월
8
4/26
9
10
11
5/7
6월
12
13
5/24
14
15
16
6/7
제안서 작성
아이디어 회의
All
지도교수 선정 및 제안서 작
성
All
제안서 발표
All
작품제작 준비
관련이론 습득
All
시장조사 및 부품가격비교
변재인
최우규
부품구입
최우규
변재인
Wi-Fi수신부 통신 확인
최우규
변재인
AVR 프로그래밍
김희동
박인욱
C# 프로그래밍
박인욱
김희동
테스트 및 디버깅
박인욱
김희동
작품 제작
최종보고
홈페이지 관리
김희동
최종보고서 작성
All
최종보고서 발표
미정
5조 LBS기반 실내 위성시스템
21
자문 사항
1. 삼각법 알고리즘에 의해 변환된 좌표 값(X,Y)을 WI-FI 모듈로부터 Laptop
으로 전송과정 Data를 WI-FI에서 얻어내는 방법이 동일한지 or 다른지?
2. 마무리 준비 발표자료에 누락된 목표 기능 및 성능 정의 부분.
1.삼각법 알고리즘에 의해 변환된 좌표 값(X,Y)을 WI-FI 모듈로부터 Laptop에 전송 받는 과정
Data를 WI-FI에서 얻어내는 방법이 동일한지 or 다른지?
유선이 아닌 무선으로 연결하고 유선과 동일한 방식으로
(지능형 로봇프로그래밍 수업자료 참조) 무선공유기의 IP주소를 확인 해볼 것.
동일 회사의 제품이라면 동일한 IP주소를 가질 것으로 예상되며, 그러할 경우 직접 Setting 해야
함.
면담 내용
2. 마무리 준비 발표자료 작성에 누락된 목표 기능 및 성능 정의 부분.
기능의 정의가 올바르지 않고, PPT에 제시한 시험항목 부분이 뒤죽박죽이기 때문에 전반적으로
대대적인 수정이 시급히 필요함. (신호강도 테스트는 부품테스트임.)
위치를 찾거나 AP1…AP4 간의 거리 측정하는 부분의 내용이 누락됨.
AP와 WIFI 모듈 간의 Input 조건.
(AP 4대를 “어디에? 어떻게?” 설치하고 마이크로 마우스와 그 밖의 실험을 어떻게 진행할 것인지
에 관한 내용이 누락됨.)
데모시나리오는 남들이 보고 듣고 바로 실험이 가능할 정도로 알기 쉽게.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
22
3/16
3/30
5조 면담 일지
5조 면담 일지
캡스톤 주제
LBS 기반 실내위성 시스템
면담 일자
2012년 3월 16일 12시 ~ 13시

지난 면담
내용
확인 서명
(TOA, TDOA).

오차 범위 (기존 기술과 성능 비교)

AP공유기 간의 거리 차이에 따른 오차

LBS 시스템에서 위치 정보를 측위하는 방식

LBS 기반 실내위성 시스템
면담 일자
2012년 3월 30일 15시 ~ 16시
LBS 시스템에서 위치 정보를 측위하는 방식
(TOA, TDOA)
Feed back
캡스톤 주제
KAIST, 서울 시립대의 기존 기술 조사 및 분
지난 면담
내용
Feed back
석
- 오차 5m (복합 공간), 단일 공간 2.7089m
확인 서명

목표의 구체화 및 정당성 명시 필요.

AP의 위치 선정 필요.

AP의 수량을 명시 필요.

면담일정 결정할 것.

제안서 수정 사항 보완.

실험 장소 선정.
- 비마관 211호 ( 세로 18.5m, 가로 10m)

4대 AP 공유기 사용 결정.

격주 캡스톤 휴강시간을 면담 일정으로 결정.

PPT 목록의 순서 수정.
- 설계 목표에 설계 결과물을 포함할 것.
면담 내용

목표의 구체화 및 정당성 명시 필요.

AP의 위치 선정 필요.

AP의 수량을 명시 필요.

제안서 수정 사항 보완.

면담일정 결정할 것.

면담 내용
- 구현하는 기능들에 대한 각각의 블록도 필요.
- 발표 시 청자들의 쉽게 프로젝트를 이해할 수
있도록 재구성할 것

5조 LBS기반 실내 위성시스템
시스템 구성도 수정.
- 전체 시스템의 기능 편성도 필요.
월요일 면담 일정을 다른 요일로 이동 필요.
23
4/9
5/3
5조 면담 일지
캡스톤 주제
LBS기반 실내 위성시스템
면담 일자
2012년 4월 9일 15 시 ~ 16시

확인 서명
PPT 목록의 순서 수정.
- 설계 목표에 설계 결과물을 포함할 것.
지난 면담
내용

시스템 구성도 수정.
- 전체 시스템의 기능 편성도 필요.
- 구현하는 기능들에 대한 각각의 블록도 필요.
- 발표를 대비해 청자들의 쉽게 프로젝트를 이해할 수 있도록 재구성할 것.
1. 핵심 부품에 대한 기술적 분석.

WI-FI MODULE 선정.
- 에이디칩스 - RN-174K / RN-134K
- 한진데이터 - RS 232C 변환모듈

문의 사항.
ATmega16 USB CONNECTOR 선정.
2. 삼각측량법 계산단계 위치 고려.

ATmega16에서 계산 PC 시뮬레이션 프로그램 실시간 모니터링

WI-FI 모듈 PC 삼각측량 시뮬레이션 프로그램 실시간 모니터링
3. 상세설계 준비 ( 세분화된 블록도 )
1. 코딩 작업에 필요한 ATmega16 - PC 연결케이블 종류.

25핀 프린트 포트 사용 보류.
☞ Serial to Parallel ISP or USB 케이블 사용 방식 적극 권장.
2. WI-FI module - ATmega16 연결 방법.

면담 내용
한 개의 UART PORT는 컨트롤러의 Zigbee 통신에 사용됨.
☞ SPI, GPIO 중 비교·분석 후 최적의 방식 택할 것.

RN-171의 SPI 기능 분석 필요함.
3. Antenna Type 선정.

PCB trace, Chip antenna 중 비교·분석 후 최적의 방식 택할 것.
4. 4대의 AP 관계를 고려해 - Protocol 선정

동시에 AP 4개 or 한 개씩 신호강도를 수신할지 고려할 것.
5조 LBS기반 실내 위성시스템
24
Thank you~!
Q&A
5조 LBS기반 실내 위성시스템
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