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KR102003797B1 - 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법 - Google Patents

실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법 Download PDF

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KR102003797B1
KR102003797B1 KR1020170109883A KR20170109883A KR102003797B1 KR 102003797 B1 KR102003797 B1 KR 102003797B1 KR 1020170109883 A KR1020170109883 A KR 1020170109883A KR 20170109883 A KR20170109883 A KR 20170109883A KR 102003797 B1 KR102003797 B1 KR 102003797B1
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남종호
길무성
강현우
이유민
임정구
홍준호
최현경
이성훈
김문해
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Abstract

본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템은, 기업의 제품과 자재를 포함한 다수의 물건들이 적재된 실내 물류창고(2); 실내 물류창고(2)의 복수 장소들에 서로 이격되어 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 앵커들(11); 실내 물류창고(2)내에서 이동하면서 물건들을 싣고 옮길 수 있는 이송장치(3); 이송장치(3)에 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 태그(12); 이송장치(3)에 설치된 무선주파수 인식(RFID) 스캐너(13); 실내 물류창고에서 물건을 이동하고 쌓기 위해 사용하며, 각각 무선주파수 인식 태그(14)를 부착한 파렛트(4); 이송장치(3)에 설치되며 RTLS UWB 태그(12) 및 RFID 스캐너(13)와 통신하여 RTLS UWB 태그(12) 및 RFID 스캐너(13)가 취득한 정보를 전달받을 수 있는 RTLS 엣지서버(5); RTLS 엣지서버(5)와 와이파이(WiFi) 무선통신 수단에 의해 연결되며 RTLS 엣지서버(5)에서 취득한 위치 정보를 전송받아 실내 물류창고(2) 내의 이송장치(3)의 위치 및 파렛트들(4)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 서버(16); RTLS 서버(16)와 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커들(11)의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 관리자 컴퓨터(17); RTLS 서버(16)와 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커(11)들의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 모니터링 서버(18);를 포함한다.

Description

실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법 {System for localization of distribution at an indoor warehouse and tracking the transferring device's moving line, and the method therefor}
본 발명은 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 실내 물류창고 내에 지게차나 대차 등 이송장치의 동선을 추적하고 이들 이송장치를 사용해서 창고내에 적재 및 출고되는 제품들 및 자재들의 위치를 자동으로 연산하고 관리함으로써 창고내에서의 제품/자재들의 적재 및 출고 작업의 효율을 높일 수 있는 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
실시간 위치 추적 시스템(RTLS; real time location system)이란 실시간으로 사물의 위치 정보 측위를 통해 다양한 서비스를 제공하는 시스템을 말한다. RTLS 시스템은 물류, 헬스케어, 생산시설 등 사물인터넷(Internet of Things; IoT)과 관련된 다양한 분야에서 활용되고 있다. 통상적으로 '실시간 위치 추적 시스템'(RTLS)은 근거리 및 실내와 같은 제한된 공간에서의 위치 확인 및 위치 추적 시스템을 통칭하고 특히 주로 제한된 공간에서 활용되므로 실내 위치 추적 서비스(Indoor Positioning System; IPS)라고도 불린다.
실내 물류창고에 다양하고 많은 제품과 자재들을 적재하는 경우 어떤 물건이 어떤 위치에 보관되어 있는지를 제대로 확인하지 못하면 시간과 비용, 인력 측면에서 큰 손실을 피할 수 없다. 따라서 많은 기업들이 물류 창고를 효율적으로 관리하기 위해 많은 비용을 투자하고 있는데, 실시간 위치 추적 시스템(RTLS)을 실내 물류창고 관리시스템에 적용하면 물건들이 적재 보관되어 있는 현재의 정확한 위치를 실시간으로 파악할 수 있고, 지게차 등의 이송장치를 사용해서 물건을 적재하거나 반출, 이동하는 것도 모두 관리할 수 있는 장점이 있을 것이다.
그러나 지금까지는 실내 물류창고 관리 시스템에 적합하게 개발된 완벽한 수준의 실시간 위치 추적 시스템이 없어서 창고내 물건의 적재상태, 적재위치를 정확하게 파악하기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 실내 공간의 곳곳에 RTLS 앵커들을 설치하고 이송장치에는 RTLS 태그를 설치하며, 이들 앵커들과 태그들은 초광대역 통신(UWB)기술을 이용해서 저전력으로 초고속으로 통신하면서 위치를 확인할 수 있도록 하여 저비용으로 실내 물류 창고내 물류 측위와 이송장치의 동선추적 시스템을 구축할 수 있도록 한 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법은 물류창고의 핵심업무인 제품 및/또는 자재의 적재작업과 출고작업의 효율을 대폭 개선하여 사업비용을 절감할 수 있도록 하는 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템은, 기업의 제품과 자재를 포함한 다수의 물건들이 적재된 실내 물류창고(2); 상기 실내 물류창고(2)의 복수 개의 영역 장소들에 서로 이격되어 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 앵커들(11); 상기 실내 물류창고(2)내에서 이동하면서 물건들을 싣고 옮길 수 있는 이송장치(3); 상기 이송장치(3)에 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 태그(12); 상기 이송장치(3)에 설치된 무선주파수 인식(RFID) 스캐너(13); 실내 물류창고에서 물건을 이동하고 쌓기 위해 사용하며, 각각 무선주파수 인식 태그(14)를 부착한 파렛트(4); 상기 이송장치(3)에 설치되며 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 상기 RFID 스캐너(13)와 통신하여 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 RFID 스캐너(13)가 취득한 정보를 전달받을 수 있는 RTLS 엣지서버(edge server, 5); 상기 RTLS 엣지서버(5)와 와이파이(WiFi) 무선통신 수단에 의해 연결되며 상기 RTLS 엣지서버(5)에서 취득한 위치 정보를 전송받아 실내 물류창고(2) 내의 이송장치(3)의 위치 및 파렛트들(4)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 서버(16); 상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커들(11)의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 관리자 컴퓨터(17); 상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커(11)들의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 모니터링 서버(18);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템은, 스마트폰을 포함하는 이동통신 단말기(19)를 더 포함하며, 상기 이동통신 단말기(19)는 상기 RTLS 서버(16)와 무선통신 방식에 의해 접속가능하고, 상기 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)와는 블루투스 방식에 의해 무선 접속되어 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)의 작동상태 체크 및 설정상태를 변경, 관리할 수 있고, RTLS UWB 앵커(11)와 RTLS UWB 태그(12)의 작동에 필요한 펌웨어 등 어플리케이션 프로그램을 업데이트할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법은 저비용으로 실내 물류 창고내 물류 측위와 이송장치의 동선추적 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법은 물류창고의 핵심업무인 제품 및/또는 자재의 적재작업과 출고작업의 효율을 대폭 개선하여 사업비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템(1)의 전체적인 구성을 도시한 것이다.
도2는 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템(1)의 솔루션의 개념을 설명하는 블록도이다.
도3은 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템(RTLS) 장치(device, 110)의 하드웨어 아키텍처(hardware architecture)를 도시한 블록도이다.
도4는 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템 장치(RTLS device, 110)의 소프트웨어 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도5는 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 엣지서버(RTLS edge server, 5)의 소프트웨어 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도6은 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템 장치(RTLS device, 110)의 어플리케이션 소프트웨어의 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도7은 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템 서버(RTLS server)의 소프트웨어 아키텍처를 도시한 블록도이다
도8은 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템을 실내 물류창고 현장에 적용 설치하여 사용하기 전에 시행하는 POC(proof of concept)작업의 평가 항목표를 테이블 형태로 정리한 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템 및 그 방법의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템(1)의 전체적인 구성을 도시한 것이다.
도1을 참고하면, 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템(1)은 실내 물류창고 공간(2) 내에 복수 개의 실시간 위치추적 시스템(RTLS) 앵커들(11)이 설치되며, 이때 상기 복수 개의 RTLS 앵커들(11)은 초광대역 통신망(ultra wide band, UWB)을 이용하여 통신하므로, 상기 RTLS 앵커들(11)을 'RTLS UWB 앵커들'이라고 칭한다. 초광대역 통신(UWB)은 무선신호의 전송 주파수 대역이 수 GHz 이상이 되며, 보통 30Mbps~50Mbps급인 무선랜에 비해 최소 100Mbps~1Gbps급의 속도를 보장하는 특성이 있다. 초광대역 통신(UWB)는 무선랜보다 100Mbps급 데이터를 안정적으로 변동없이 전송할 수 있어 예를 들어 HDTV 영상을 전송하는데 적합한 기술로 평가받으며, 전력소모도 무선랜의 10분의 1 수준이라고 알려져 있다. 초광대역 통신(UWB)는 기존의 무선통신 기술과 비교할 때 스펙트럼 대비 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 대용량 정보를 전송하는 근거리 무선통신 기술이며, 그 원리는 전송하고자 하는 디지털 무선 정보를 나노(nano) 또는 피코(pico) 이하의 매우 작은 폭의 임펄스 신호로 변환하여 넓은 주파수 대역에 걸쳐 분산 전송하는 것이다.
또한, 도1을 더 참고하면, 본 발명은 실내 물류창고(2) 공간내에서 운용되는 복수 개의 이송장치들(예를 들어 지게차, 대차 등; 3)마다 각각 설치되는 RTLS 태그(tag, 12) 역시 UWB 방식으로 작동하게 되어 있다. 즉, 본 발명에서 실내 물류창고(2) 공간에 설치 및 작동하는 RTLS 앵커들(11)과 RTLS 태그들(12)은 모두 근거리 초광대역 통신(UWB) 방식에 의해 상호간에 무선통신을 하는 것이다.
실내 물류창고(2) 내에서 이동하면서 제품/자재 등의 물건을 나르고 적재하는 일을 하는 이송장치(3)에는 각각 고유한 RTLS UWB 태그(12)가 장착되어 있을 뿐만 아니라, 실시간 위치추적 시스템(RTLS) 엣지서버(edge server, 5)가 설치되어 있으며, 상기 RTLS 엣지서버(5)는 무선 통신라인(6)에 의해 관리실의 통신망에 연결되며, 이에 의해 RTLS 서버(16)에 연결되고, 또한 실시간 위치추적 시스템(RTLS) 관리자 컴퓨터(PC, 17)와 실시간 위치추적 시스템(RTLS) 모니터링 서버(18)에 연결된다.
여기서, 이송장치(3)에 설치된 이동식 컴퓨터 장치를 엣지서버(edge server)라고 부르는 이유는, 데이터센터 등 코어단과 RTLS 앵커(11) 또는 RTLS 태그(12) 등 엔드포인트 단의 중간영역인 엣지단에 설치되어 데이터의 처리 및 전송을 담당하는 서버 역할을 하기 때문이며, 일반적으로 자율주행차와 같은 이송장치들에 설치된 엣지서버는 실시간으로 각종 센서를 이용해 수집한 데이터를 현장에서 즉각 분석해 신속하게 의사결정을 하고 중요한 데이터는 코어단(예를 들어 RTLS 서버(16))에 보내는 역할을 수행한다.
그리고 상기 이송장치(3)가 지게차일 경우 그 지게발(fork)에는 RFID(radio frequency identification) 스캐너(13)가 설치되어 있으며, 지게차(3)의 지게발에 실을 수 있는 복수의 파렛트들(pallets, 4)에는 각각 RFID 태그들(14)이 부착되어 있다. 따라서 이송장치(3)는 실내 물류창고(2)의 공간내에서 곳곳에 설치된 RTLS UWB 앵커들(11)과 이송장치(3)에 설치된 RTLS UWB 태그들(12)이 초광대역 통신(UWB)을 하면서 실내 물류창고(2) 내에서의 이송장치(3)의 현재 위치를 추적하고 표시하게 되며, 제품이 실린 파렛트(4)를 지게발로 집었을 때, 지게발에 설치된 RFID 스캐너(13)가 파렛트(4)에 부착된 RFID 태그(14)를 읽어 특정의 파렛트(4)를 파지하고 운반하게 됨을 인식한다. 이러한 이송장치(3)의 위치추적 확인 및 파렛트(4)의 취급 활동은 RTLS 엣지서버(5)에 의해 판독된 후 통신라인(6)을 통해서 관제센터에 설치된 RTLS 서버(16)로 전송되며, RTLS 서버(16)로 전송된 정보의 내용은 또한 RTLS 모니터링 서버(18)와 RTLS 관리자 컴퓨터(17)로도 전송되어 관리자가 현재의 실내 물류창고의 작업현황을 파악할 수 있다.
도1에 도시된 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템(1)에 있어서 각 구성요소들을 보다 상세한 설명하면, 우선 RTLS UWB 앵커들(11)은 측위를 실시하고자 하는 실내공간의 고정위치에 설치된 초광대역 통신(UWB)의 단말로서, 이송장치에 설치된 UWB 태그와의 거리 정보를 제공하며, 측위의 기준점으로서의 역할을 한다. 그리고 RTLS UWB 앵커들(11)의 설치위치(설치된 창고의 아이디(ID), 설치된 창고의 특정위치를 원점으로 삼은 3차원 공간의 직교좌표계 값으로서의 x,y,z값)는 시스템의 RTLS 서버에서 관리한다.
다음으로, 이송장치(3)에 설치된 RTLS UWB 태그(12)는 실내 측위의 대상이 되는 이송장치에 부착된 UWB 단말로서, 주변 UWB 앵커들과의 상시 통신으로 UWB 앵커들과의 거리정보를 수집한다. 그리고 RTLS UWB 태그(12)는 상시 수집한 주변 UWB 앵커들(11)과의 거리 정보를 이송장치(3)에 설치된 RTLS 엣지서버(5)에 전달하고, 이때 RTLS 엣지서버(5)와의 통신은 유선(serial 케이블) 또는 무선(블루투스, BLE) 방식을 사용한다.
그리고 이송장치(3)의 적재부분(포크)에 설치된 RFID 스캐너(13)는 적재부분(포크)에 파렛트(4)가 완전히 로드되어 파렛트(4)에 부착된 RFID 태그(14)와의 거리가 가까워지면 RFID 태그(14)로부터 파렛트(4)의 아이디(ID) 정보를 수집할 수 있다. 이송장치(3)의 적재부분(포크)에 파렛트(4)가 적재되지 않은 상태가 되면, RFID 스캐너(13)는 RFID 태그(14)를 스캔하지 못하는 상태가 되어 스캔정보는 공백이 되고, RFID 스캐너(13)가 파렛트(4)의 RFID 태그(14)를 스캔했을 때에는 그 스캔한 RFID 태그 정보는 실시간으로 이송장치(3)에 장착된 RTLS 엣지서버(3)로 전달된다. 이때 RFID 스캐너(13)와 RFLS 엣지서버(5)간의 통신은 유선통신방식을 사용하며, 직렬 케이블(serial cable)을 사용하는 것이 바람직하다.
파렛트들(4)에 부착된 RFID 태그(14)는 파렛트(4)의 아이디 정보를 기록한 태그로서, 이송장치(3)로서의 지게차의 포크가 들어가는 양쪽 부분의 중앙부에 부착되는 것이 바람직하다.
그리고 이송장치(3)에 설치된 RTLS 엣지서버(5)는 실내 측위의 대상이 되는 이송장치의 측위 연산을 수행하고 그 결과를 관제실의 RTLS 서버(16)로 업로드하는 기능을 담당한다. 상기 RTLS 엣지서버(5)는 네트워크를 통해서 RTLS 서버(16)와 통신이 가능하도록 WLAN 무선통신기능을 보유하며, 이송장치(3)에 같이 부착된 센싱 주변장치들(즉, RTLS UWB 태그(12)와 RFID 스캐너(13))과 유무선의 통신가능 상태를 유지한다. 그리고 상기 RTLS 엣지서버(5)는 정기적으로 RTLS 서버(16)로부터 RTLS UWB 앵커들(11)의 설치위치 정보를 내려받아서 RTLS 엣지서버(5)의 저장장치에 최근 상태 정보를 유지한다. 상기 RTLS 엣지서버(5)는 RTLS UWB 태그(12)로부터 주변 RTLS UWB 앵커들(11)과의 거리정보를 실시간으로 받아서 실시간 측위 연산의 입력데이터로 사용한다. 그리고 RTLS 엣지서버(5)는 연결된 RFID 스캐너(13)로부터 스캔한 RFID 태그 정보를 실시간으로 받아서 RTLS 엣지서버(5)의 저장장치에 최신의 상태 정보를 유지한다. 상기 RTLS 엣지서버(5)는 상기 3가지 정보들(즉, UWB 앵커 설치위치 정보와 UWB 태그와 앵커간의 실시간 거리정보, RFID 태그의 스캔정보)을 입력정보로 삼아 지속적으로 측위 연산을 수행하며, 그렇게 해서 만들어낸 이송장치(3)의 측위 정보를 RTLS 엣지서버(5)의 저장장치에 초단위 시간대별로 저장해서 유지한다. 여기서, 상기 이송장치(3)의 측위 정보는 ① 측위 연산시간, ② 측위가 수행된 창고 아이디, ③ 측위가 수행된 창고의 특정위치를 원점으로 삼은 3차원 공간의 직교좌표값(x,y,z값) 및 ④ 스캔된 RFID 태그 정보(파렛트 아이디)로 구성된다.
상기 RTLS 엣지서버(5)에서 상기 측위 연산 결과로 생성된 이송장치(3)의 측위 정보는 RTLS 서버(16)와의 통신이 가능한 상태일 때 RFLS 서버(16)로 업로드되며, 이렇게 상기 RTLS 서버(16)로 업로드한 이송장치(3)의 측위정보는 이제 RTLS 엣지서버(5)의 입장에서는 더 이상 필요가 없으므로 그 저장장치에서 측위정보를 삭제하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 RTLS 서버(16)는 본 발명에 따른 실시간 위치추적 시스템의 사용자와 구성요소들에 대한 등록, 유지 관리와 측위정보를 관리하는 서버 컴퓨터와 소프트웨어의 조합으로 이루어지며, 사용자(17a, 18a)는 관리자 유저 인터페이스(UI)를 통해서 RTLS 서버(16)에 접속할 수 있다. RTLS 서버(16)는 사용자(17a, 18a)의 등록과 인증을 담당하며, 또한 RTLS 시스템의 구성요소들(즉, RTLS UWB 앵커(11), RTLS UWB 태그(12), 이송장치(3), RTLS 엣지서버(5), RFID 스캐너(13))의 등록정보를 관리하며, RTLS 엣지서버(5)와의 연결시 인증을 담당한다.
상기 RTLS 서버(16)는 RTLS 엣지서버(5)로부터 업로드된 이송장치의 측위정보 이력(이송장치의 동선)을 RTLS 서버(16)의 저장장치에 저장하여 유지하며, 또한 RTLS 엣지서버(5)로부터 업로드된 이송장치의 측위정보에 포함된 RFID 태그(14)의 스캔 정보를 입력정보로 활용하여 파렛트(4)의 아이디별 최근 위치정보를 산출해서 RTLS 서버(16)의 저장장치에 유지한다. 여기서 파렛트(4)의 아이디별 최근 위치정보라 함은, ① 파렛트 아이디, ② 최종 위치한 창고의 아이디, ③ 측위가 수행된 창고의 특정위치를 원점으로 삼은 3차원 공간의 직교좌표값(x,y,z값) 및 ④ 최종 측위 연산 시간을 포함한다.
그리고 상기 RTLS 서버(16)에서 파악한 이송장치(3)의 동선 정보는 동선효율 분석에 응용되어 차후 이송장치(3)의 동선 효율화에 적용될 수 있으며, 파렛트 아이디별 최근 위치정보는 창고관리 시스템 같은 기존의 관리시스템에 제공되어서 제품/자재 등 물건들의 적재 및 출고관리에 응용될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 RTLS 서버(16)에서 파악한 이송장치(3)의 동선정보와 파렛트 아이디별 최근 위치정보는 RTLS 모니터링 서버(18)에 제공되어 실시간 창고 모니터링에 사용될 수 있다.
한편, 상기 RTLS 관리 컴퓨터(17)는 RTLS 시스템의 관리자(17a)가 RTLS 시스템을 관리하기 위해 사용하는 사용자 인터페이스(UI) 소프트웨어를 포함하며, 이에 의해 RTLS 시스템의 관리자(17a)는 컴퓨터 화면으로 RTLS 시스템의 운용상황을 확인할 수 있다. RTLS 관리 컴퓨터(17)는 본 발명에 따른 RTLS 관리시스템의 사용자 및 구성요소와 관련된 모든 관리 정보를 등록, 수정 및 삭제할 수 있으며, RTLS 시스템의 모든 이력정보의 유지기간을 관리할 수 있다.
상기 RTLS 모니터링 서버(18)는 RTLS 서버(16)로부터 이송장치(3)의 동선정보와 파렛트(4) 아이디별 최근 위치정보를 전송받아 이들 정보들을 기준으로 창고내 물류를 실시간 모니터링 하는 기능을 제공한다. 여기서 RTLS 모니터링 서버(18)는 RTLS 시스템과 관련한 창고의 레이아웃, UWB 앵커(11)의 설치위치, 이송장치(3)의 이동경로, 파렛트(4)의 위치 등을 3차원 그래픽 기술을 활용해서 3차원 공간 표현으로 제공할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템에서는, 사용자 또는 관리자가 스마트폰을 비롯한 이동통신 단말기(19)의 블루투스(BLE) 무선통신기술을 사용해서 편리하게 RTLS UWB 단말들(11, 12)을 관리할 수 있으며, 이를 위한 이동통신단말기용 모바일 앱을 함께 제공한다.
상기 RTLS UWB 앵커들(11)은 실내 물류창고(2)의 고정위치들에 설치되어 관리자가 접근하기 어렵기 때문에, 이동통신단말기(19)를 이용한 무선연결을 통해서 관리할 필요가 있다. 이동통신단말기(19)는 관제실의 RTLS 서버(16)로부터 RTLS UWB 모듈 관리 정보(즉, 아이디(ID), 설치 창고 아이디, 설치위치정보, 블루투스(BLE) 애드버타이징 간격(advertising interval) 및 블루투스 송신 파워(Tx power))를 다운로드하여 저장장치에 저장하고 유지하며, 여기서 설치 위치 정보는 x,y,z 좌표값으로 제공되는 3차원 공간위치정보를 말한다.
상기 이동통신 단말기(19)에서 실행되는 RTLS 관리 모바일 앱에 의해서 수행되는 관리내용은, ① RTLS UWB 모듈의 펌웨어 업그레이드(over the air(OTA) 방식으로 수행됨), ② RTLS 설정 정보[ID, 설치 창고 아이디, 설치 위치 정보(x,y,z), 블루투스 애드버타이징 간격, 블루투스 송신 파워]의 조회 및 변경, ③ UWB 앵커(11)와 태그(12) 간의 거리 측정 캘리브레이션, ④ 주변 RTLS UWB 모듈 찾기, 창고별 및 ID별 RTLS 모듈 찾기, ⑤ RTLS UWB 모듈 상태 조회(배터리 잔량 등)을 포함한다.
그리고 상기 이동통신 단말기(19)의 모바일 관리 앱을 이용해서 RTLS UWB 모듈의 관리정보를 변경한 경우, 이동통신 단말기의 모바일 관리 앱은 RTLS 서버(16)에 관련 정보를 업로드하게 된다.
도2는 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템(1)의 솔루션의 개념을 설명하는 블록도이다.
도2를 참고하면, RTLS UWB 앵커(11)는 이동통신 단말기(19)의 모바일 관리 앱에 의해서 장치의 검색 및 발견, 장치 세팅, 장치 모니터링, 펌웨어 업그레이드 등이 이루어질 수 있다. 이때, RTLS UWB 앵커(11)와 이동통신 단말기(19)는 블루투스 방식으로 통신을 한다. 한편, 이동통신 단말기(19)는 이송장치(3)에 설치된 RTLS UWB 태그(12)에 대해서도 상기 앵커들(11)에 대해서 한 것과 동일한 기능들을 수행할 수 있다. 즉, 이동통신 단말기(19)의 모바일 관리 앱은 RTLS UWB 태그(12)에 대한 검색 및 발견, 장치 세팅, 장치 모니터링, 펌웨어 업그레이드 등의 기능을 수행할 수 있다.
이송장치(3)에 설치된 RTLS UWB 태그(12)는 초광대역 통신(UWB)에 의해서 RTLS UWB 앵커들(11)과 통신하여 앵커들로부터의 거리정보를 취득하며, 이를 RTLS 엣지서버(5)에 전송한다. 또한 이송장치(3)에 설치된 RFID 스캐너(13)는 파렛트(4)에 부착된 RFID 태그(14)를 스캔하면 그 스캔정보를 RTLS 엣지서버(5)에 전송한다. 이때 이송장치(3)에 설치된 RTLS UWB 태그(12)와 RFID 스캐너(13)는 RTLS 엣지서버(5)와 유선케이블 방식으로 연결되며, RTLS 엣지서버(5)는 관제실의 RTLS 서버(16)와 무선랜(Wifi) 방식으로 연결되어 앵커 위치정보를 다운로드하고, 최종적인 파렛트 위치정보를 다운로드하며, RFID 스캐너(13)에서 판독한 RFID 태그(14)의 정보를 RTLS 서버(16)로 업로드한다.
RTLS 서버(16)는 'REST'(Representational State Transfer) 형식의 소프트웨어 아키텍처를 갖는 사용자 인터페이스용 서비스들과 엣지서버용 서비스 및 이동통신 단말기의 모바일 앱을 위한 서비스를 제공한다. 여기서 'REST'란 월드 와이드 웹과 같은 분산 하이퍼미디어 시스템을 위한 소프트웨어 아키텍처의 한 형식으로서, 네트워크의 자원을 정의하고 자원에 대한 주소를 지정하는 방법 전반을 일컫는 네트워크 아키텍처 모음을 가리킨다. 상기 RTLS 서버(16)는 기존의 물류창고 관리 시스템(20)과 연결되어 데이터베이스(21)를 공유하면서 파렛트(4)의 위치정보를 공유할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공한다.
물류 창고에는 기존부터 운영해 오던 물류창고 관리 시스템(20)이 존재하므로, 이 기존의 물류창고 관리 시스템(20)의 데이터베이스(21)를 본 발명의 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템(1)의 RTLS 서버(16)가 접근하여 활용할 수 있도록 함으로써, RTLS 서버(16)는 이송장치(3) 및 파렛트(4)의 실시간 위치정보를 파악할 수 있으며, 이러한 실시간 측위정보를 기존 물류창고 관리 시스템(20)에 전달하면, 기존의 물류창고 관리 시스템(20)은 이송장치(3)의 운전기사(3a)에게 물건을 집어오라는 지시(picking order) 또는 물건을 적재하고 오라는 지시(put-away order)를 내리게 된다.
RTLS 관리자 컴퓨터(17)는 상기 RTLS 서버(16)와 접속하여 앵커들의 실시간 위치 파악과 태그-지게차 포크의 매핑, 및 태그 위치 추적작업을 수행할 수 있다. 또한 RTLS 모니터링 서버(18) 역시 RTLS 서버(16)와 접속하여 앵커들의 실시간 위치파악과 태그 위치 모니터링 및 태그 위치 추적작업을 수행할 수 있다.
도3은 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템(RTLS) 장치(device, 110)의 하드웨어 아키텍처(hardware architecture)를 도시한 블록도이다. 본 발명에서 사용하는 RTLS 장치(110)란 UWB 앵커들(11) 및 UWB 태그들(12)이며, 이러한 앵커들(11)과 태그들(12)을 총칭하여 RTLS 장치라고 부른다. 본 발명의 시스템에서 사용하는 RTLS 장치(110, 11, 12)는 초광대역 통신(UWB)과 블루투스 통신에 의해 다른 기기들과 연결된다.
RTLS 장치(110)는 단일의 칩으로 시스템이 구성되는 시스템온칩(System on Chip; SoC)을 사용하는데, 예를 들어 노르딕 세미컨덕터 사의 'nRF52832' 칩을 사용할 수 있다. 시스템온칩(11)의 내부에는 마이크로 프로세서(111a)와 RAM(111b) 및 플래시 메모리(111c)가 설치되어 있으며, 그 밖에 타이머/카운터들(111h), 아날로그 입출력 인터페이스(111g), 디버거(111f), 시스템 주변장치들(111e), 다용도 입출력포트(GPIO, 111d), 발진기들(111k), 블루투스 무선부(111l), 비접촉 근거리통신(NFC-A) 태그(111m), 전원공급부(111n)가 설치되어 있다. 그리고 상기 시스템온칩(111)에는 부품들간의 통신을 위한 AHB lite Bus(111i)와 APB Bus(111j)가 구비되어 있다.
상기 시스템온칩(111)은 RTLS 장치(110)에 별도로 설치된 무선 트랜시버(114)와 연결되어 외부 기기와 블루투스 및 초광대역(UWB) 통신을 할 수 있으며, 이를 위해 상기 시스템온칩(111)에는 UWB 안테나와 매칭부(112)가 설치되어 있고, 또한 블루투스 안테나와 매칭부(113)가 설치되어 있다.
상기 RTLS 장치(110)는 범용 비동기화 송수신기(UART)와 직렬주변장치 인터페이스(SPI) 및 비동기화 송수신을 한다. RTLS 장치(110)에는 입력버튼(116)과 다색 컬러 LED(117)가 구비되어 간단한 입력조작 및 상태 표시 출력을 할 수 있으며, USB 포트(118)가 마련되어 있어서 노트북 등의 장치들과 연결될 수 있다. 한편, RTLS 장치(110)에는 교류전원을 직류로 변환하는 기능(119a)을 갖는 전원공급기(119)가 설치되어 있어서, 시스템온칩(111)의 전원공급부(111n)가 연결되어 있다.
도4는 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템 장치(RTLS device, 110)의 소프트웨어 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도4를 참고하면, 본 발명에서 사용하는 RTLS 장치(110)는 하드웨어적으로는 마이크로 프로세서로 구성된 CPU(111a)와 무선 트랜시버(114), 입력버튼(116), 다색 컬러 LED(117), USB 장치(123) 및 블루투스 무선부(124)를 포함하는데, 여기서 상기 CPU(111a)의 내부에는 응용 어플리케이션 프로그램(111a-2)과 무선 트랜시버 장치 드라이버(111a-3), 다용도 입출력 포트 제어 프로그램(111a-1), USB 장치 드라이버(111a-4), 블루투스 장치 드라이버(111a-5) 등의 소프트웨어 프로그램들이 설치되고, 그 밖에는 초기에 시스템의 설정사항을 로딩하는 부트로더(bootloader, 120)와 블루투스 스마트 RF 프로토콜 소프트웨어들의 스택인 소프트 디바이스(121)를 더 포함하고 있다.
상기 CPU(111a) 속의 어플리케이션 프로그램(111a-2)에는 모드 관리 모듈(131), 이벤트 핸들러(event handler, 132), 세팅 관리 모듈(133), UWB 위치 표시 프로그램(130), 상태 관리 모듈(134), 통신 프로토콜 핸들러(135) 및 펌웨어 업데이트 모듈(136)이 포함되며, 이때 상기 UWB 위치표시 프로그램(130)의 앵커모드(130a)는 애드버타이징과 에코백(echo back) 기능을 수행하고, 태그 모드(130b)는 장치 검색, 발견과 거리측정 기능을 수행한다. 그리고 상기 상태 관리 모듈(134)은 지속상태(persistent state)와 휘발상태(volatile state) 사이에서 상태 변경을 수행할 수 있으며, LED로 상태를 표시할 수 있도록 한다. 그리고 통신 프로토콜 핸들러(135)는 USB 통신장치(135a)와 블루투스 통신장치(135b)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
상기 RTLS 장치(110)는 이송장치(3)에 설치된 RTLS 엣지서버(5)와는 직렬 케이블 통신 또는 블루투스 통신으로 연결되어 위치정보를 업로드하며, 그 결과 RTLS 엣지서버(5)는 태그-앵커 간의 거리에 관한 정보를 수집한다. 이때 RTLS 장치들(110)과 RTLS 엣지서버(5)는 위치표시 프로토콜(141)을 사용하여 데이터를 전송한다.
한편, 스마트폰 등의 이동통신 단말기(19)는 상기 RTLS 장치(110)와 관리 프로토콜(142)을 사용하여 정보를 전송하는데, 블루투스 방식으로 무선연결될 수 있다. 이동통신 단말기(19)는 RTLS 장치(110)의 검색, 발견 및 장치 세팅, 장치 모니터링을 수행할 수 있으며, 블루투스 통신으로 RTLS 장치와 연결되어서 펌웨어 업그레이드도 수행해 줄 수 있다. 즉, 이동통신 단말기(19)가 새로운 펌웨어를 다운받은 다음 이 새로운 펌웨어를 RTLS 장치(110)의 장치 펌웨어 업데이트 프로그램(136)에 전송하면, 상기 장치 펌웨어 업데이트 프로그램(136)이 RTLS 장치(110)의 펌웨어를 업데이트함으로써 물류창고 현장에 설치된 다수의 RTLS 장치들(110)의 설정 상태를 최신의 상태로 유지하는 것이 가능하게 된다.
도5는 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 엣지서버(RTLS edge server, 5)의 소프트웨어 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도5를 참고하면, 이송장치(3)에 설치된 RTLS 엣지서버(5)는 원보드 컴퓨터라고 할 수 있는 라즈베리 파이(Raspberry Pi) 컴퓨터를 이용해서 구성하는 것이 바람직하며, 이때 엣지서버(5)의 내부에는 위치표시 데이터 업로더(51), 위치표시 데이터 평가기(52), 마스터 데이터 동기화기(53), 설정 관리 모듈(54), 상태 관리 모듈(55), 어플리케이션 업데이트 모듈(56) 및 위치 프로토콜 핸들러(57)를 포함한다. 여기서, 상기 위치 표시 데이터 업로더(51)는 네트워크 건전 상태를 체크하고, 태그와 파렛트의 위치표시 데이터 큐(queue)를 관리하며, 위치확인 데이터를 RTLS 서버(16)에 업로드하는 기능을 담당한다. 그리고 상기 위치 표시 데이터 평가기(52)는 앵커들의 위치들의 범위내에서 태그 위치를 평가하고 각 앵커들간의 태그 거리를 평가하며, RFID 스캐너(13)가 파렛트(4)에 매핑되어 있는 동안에 파렛트(4)의 위치를 트랙킹하는 기능을 수행한다.
상기 마스터 데이터 동기화기(53)는 앵커 위치 등을 RTLS 서버(16)와 통신하여 동기화시키고, 설정 관리 모듈(54)은 아이디, 파라미터 등의 설정사항을 관리하는 역할을 한다. 상기 상태 관리 모듈(55)은 RTLS 엣지서버(5)의 지속상태와 휘발상태 간의 상태 변경을 처리하며, 이러한 상태를 LED로 표시 출력한다.
상기 RTLS 엣지서버(5)는 RTLS 서버(16)와 와이파이 방식으로 무선연결되어 파렛트의 최종 혹은 최신의 위치들에 관한 정보들과 태그 위치 추적 정보를 업로드하고, RTLS 서버(16)로부터는 앵커들의 위치에 관한 정보들과 어플리케이션 업데이트를 다운로드받는다.
상기 RTLS 엣지서버(5)는 RTLS UWB 태그(12)와는 블루투스(57a) 및 USB(57b) 연결되고, 포크에 설치된 RFID 스캐너(13)와는 USB(57c)로 연결된다.
도6은 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템 장치(RTLS device, 110)의 어플리케이션 소프트웨어의 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도6을 참고하면, RTLS UWB 앵커(11) 및 태그(12)와 같은 RTLS 장치(110)는 그 소프트웨어 구성에 있어서 모드 관리 모듈(131), 이벤트 핸들러(132), 세팅 관리 모듈(133), UWB 위치표시 프로그램(137), 상태 관리 모듈(134), 통신 프로토콜 핸들러(135)를 포함한다.
그리고 이동통신 단말기(19)는 RTLS 장치들(110, 11, 12)에 관리 프로토콜(142)로 무선 연결되는 한편, 관제실의 RTLS 서버(16)와는 와이파이로 연결되는데, 이동통신 단말기(19)에는 모바일 앱이 설치되며, 상기 모바일 앱은 통신 프로토콜 핸들러(191), 장치 검색 발견 모듈(192), 인증 모듈(193), 앵커/태그 설정 정보 동기화모듈(194), 장치 모니터링 모듈(196), 앵커/태그 상태 모듈(195), 장치 설정 모듈(197)을 포함한다.
상기 이동통신 단말기(19)에 설치된 모바일 앱 중에서 통신 프로토콜 핸들러(191)는 RTLS 장치 애드버타이징을 검출하는 기능을 하며, 장치 검색 발견 모듈(192)은 RTLS장치 애드버타이징을 검출하는 기능을 하고, 인증모듈(193)은 사용자가 RTLS 서버(16)에 로그인하는 과정을 처리하는 역할을 한다. 상기 앵커/태그 설정 정보 동기화모듈(194)은 RTLS 서버(16)로부터 앵커와 태그의 설정 정보를 다운로드하고, 앵커/태그 상태 모듈(195)은 앵커와 태크의 상태 정보를 RTLS 서버(16)로 업로드한다. 상기 장치 모니터링 모듈(196)은 앵커와 태그의 건전상태를 체크하고, 전원 및 블루투스/UWB의 작동 건전여부를 체크한다. 상기 장치설정 모듈(197)은 앵커들의 위치들을 세팅하는 작업과 태그-포크간의 정렬 작업을 수행한다.
도7은 본 발명에서 사용하는 실시간 위치추적 시스템 서버(RTLS server, 16)의 소프트웨어 아키텍처를 도시한 블록도이다
도7을 참고하면, 상기 RTLS 서버(16)의 프로그램 소프트웨어에는 인증 모듈(161), 위치표시 정보 모듈(162), 마스터 데이터 모듈(163), 프로비저닝(provisioning, 164) 모듈 및 기존 시스템과의 인터페이스(165)가 포함된다.
상기 RTLS 서버(16)의 인증 모듈(161)에서는 사용자, 역할, 메뉴 등의 기능을 제공하며, 상기 위치표시 정보 모듈(162)에서는 RTLS 엣지서버(5)의 위치와 RFID 태그의 위치(즉, 파렛트의 위치)에 관한 정보들, 그리고 위치 추적 정보를 관리하여 RTLS 모니터링 서버(18)와 RTLS 관리자 PC(17)로 제공할 수 있다. 그리고 상기 마스터 데이터 모듈(163)에서는 물류창고, 지게차의 포크, UWB 앵커, 태그에 관한 정보와 RTLS 엣지서버(5), RFID 리더에 관한 정보, 지게차, RTLS 엣지서버, UWB 태그 장치, RFID 리더 장치등에 관한 정보, 물류창고, UWB 앵커 장치 결합에 관한 정보들을 관리한다. 상기 프로비저닝 모듈(164)은 RTLS 서버(16) 시스템에서 필요로 하는 자원과 정보들을 미리 준비해놓고 요청에 맞게 공급하는 행위와 절차를 관리하는 기능을 하는데, 특히 RTLS 장치의 펌웨어 버전 관리와 엣지서버 어플리케이션의 버전 관리 등의 기능을 수행할 수 있다.
상기 RTLS 서버(16)의 데이터베이스(16a)에는 RFID 태그(파렛트)의 위치 정보가 저장되어 있는데, 이러한 RFID 태그 위치 정보를 RTLS 모니터링 서버(18) 및 RTLS 관리자 PC(17)에 제공할 수 있다. 상기 RTLS 서버(16)의 데이터베이스(16a)는 기존 물류창고 관리 시스템(20)의 데이터베이스(20a)와 연계되어 있으므로, 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템을 기존의 물류창고 관리시스템과 결합해서 적재, 운송, 반출 등의 작업지시를 효과적으로 내릴 수 있다.
상기 RTLS 모니터링 서버(18)는 RTLS 서버(16)와의 접속에 의해 앵커들의 위치 및 태그 위치 모니터링을 할 수 있고, 태그 위치 추적기능을 수행할 수 있다.
상기 RTLS 관리자 PC(17)는 RTLS 서버(16)와의 접속에 의해 앵커 위치를 파악할 수 있으며, 태그-지게차 포크의 매핑작업, 그리고 태그 위치 추적기능을 수행할 수 있다.
상기 RTLS 서버(16)는 이송장치(3)에 설치된 RTLS 엣지서버(5)와도 와이파이로 연결되어 통신하며, 상기 RTLS 엣지서버(5)는 RTLS 서버(16)로부터 앵커 위치 정보를 다운로드받고, 최신의 파렛트 위치 정보와 태그의 위치 정보를 업로드하며, 어플리케이션 업데이트를 할 수 있다.
그리고 이동통신 단말기(19)는 RTLS 서버(16)와 무선 접속하여 RTLS 장치들의 설정 정보를 다운로드받고, RTLS 장치들의 펌웨어를 다운로드받을 수 있다.
도8은 본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템을 실내 물류창고 현장에 적용 설치하여 사용하기 전에 시행하는 POC(proof of concept)작업의 평가 항목표를 테이블 형태로 정리한 것이다.
본 발명에 따른 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템을 기존의 물류창고 관리 시스템에 적용하는 경우, 본 발명의 RTLS 시스템을 운용하기 직전에 본 RTLS 시스템이 제대로 동작하는지를 사전에 테스트하고 검증하기 위해 평가항목표를 준비할 필요가 있다. 이러한 평가항목표가 도8에 제시되어 있으므로, 본 발명의 RTLS 시스템이 설치된 물류 창고 사업장에서는 UWB 장치 기본작동 여부, 지게차 파렛트 RFID 센싱 여부, RTLS 엣지 서버의 네트워크 내구성, UWB 장치들간의 거리 측정 기능, 파렛트/지게차의 측위 기능 등에 대해서 미리 체크 및 평가해 볼 수 있다.
1: 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선추적 시스템
2: 실내 물류창고 3: 이송장치(지게차)
3a: 운전기사 4: 파렛트
5: RTLS 엣지 서버 6: 통신라인
11: RTLS UWB 앵커 12: RTLS UWB 태그
13: RFID 스캐너 14: RFID 태그
16: RTLS 서버 17: RTLS 관리자 PC
17a: 관리자 18: RTLS 모니터링 서버
18a: 관리자 19: 이동통신 단말기
19a: 사용자 20: 기존 물류창고 관리 시스템
51: 위치표시 데이터 업로더 52: 위치표시 데이터 평가기
53: 마스터 데이터 동기화기 54: 설정 관리 모듈
55: 상태 관리 모듈 56: 어플리케이션 업데이트 모듈
57: 위치표시 프로토콜 핸들러 57a: 블루투스 연결
57b, 57c: USB 연결 110: RTLS 장치(device)
111: 시스템온칩(system on chip) 111a: 마이크로 프로세서
111a-1: 다용도 입출력 포트 제어부 111a-2: 어플리케이션 프로그팸
111a-3: 무선트랜시버 장치 드라이버 111a-4: USB
111a-5: BLE 무선부 111b: 램(RAM)
111c: 플래시 메모리 111d: 다용도 입출력 포트(GPIO)
111e: 시스템 주변장치들 111f: 디버거(debugger)
111g: 아날로그 입출력 인터페이스 111h: 타이머/카운터
111i: AHB Lite BUS 111j: APB BUS
111k: 발진기 111l: 블루투스 무선부
111m: NFC-A 태그 111n: 전원공급부
112: UVW 안테나 및 매칭부 112a: 전선
113: 블루투스 안테나 및 매칭부 114: 무선 트랜시버
114a: 전선 115: 범용 비동기화 송수신기(UART)
116: 입력버튼 117: 다색칼라 LED
118: 직류전원 119: 전원공급기
119a: AC-DC 변환기 120: 부트로더(bootloader)
121: 소프트 디바이스 131: 모드 관리 모듈
132: 이벤트 핸들러(event handler) 133: 세팅 관리 모듈
134: 상태 관리 모듈 135: 통신 프로토콜 핸들러
135a: USB 135b: 블루투스(BLE)
136: 장치 펌웨어 업데이트 모듈(OTA) 137: UWB 위치표시 프로그램
137a: 앵커 모드(anchor mode) 137b: 태그 모드(tag mode)
141: 위치표시 프로토콜 142: 관리 프로토콜
161: 인증 162: 위치표시 정보
163: 마스터 데이터 164: 프로비저닝(provisioning)
165: 기존 시스템 인터페이스 165a: 데이터베이스
192: 장치 검색/발견 193: 인증
194: 앵커/태그 설정정보 동기화 195: 앵커/태그 상태
196: 장치 모니터링 197: 장치 설정

Claims (7)

  1. 기업의 제품과 자재를 포함한 다수의 물건들이 적재된 실내 물류창고(2);
    상기 실내 물류창고(2)의 복수 개의 영역 장소들에 서로 이격되어 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 앵커들(11);
    상기 실내 물류창고(2)내에서 이동하면서 물건들을 싣고 옮길 수 있는 이송장치(3);
    상기 이송장치(3)에 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 태그(12);
    상기 이송장치(3)에 설치된 무선주파수 인식(RFID) 스캐너(13);
    실내 물류창고에서 물건을 이동하고 쌓기 위해 사용하며, 각각 무선주파수 인식 태그(14)를 부착한 파렛트(4);
    상기 이송장치(3)에 설치되며 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 상기 RFID 스캐너(13)와 통신하여 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 RFID 스캐너(13)가 취득한 정보를 전달받을 수 있는 RTLS 엣지서버(edge server, 5);
    상기 RTLS 엣지서버(5)와 와이파이(WiFi) 무선통신 수단에 의해 연결되며 상기 RTLS 엣지서버(5)에서 취득한 위치 정보를 전송받아 실내 물류창고(2) 내의 이송장치(3)의 위치 및 파렛트들(4)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 서버(16);
    상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커들(11)의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 관리자 컴퓨터(17); 및
    상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커(11)들의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 모니터링 서버(18);를 포함하며,
    상기 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)를 포함하는 의미의 RTLS UWB 장치는, 시스템온칩(SoC, 111), 무선 트랜시버(114), 범용 비동기화 송수신기(UART, 115), USB 포트(118) 및 전원공급기(119)를 포함하고,
    상기 시스템온칩(111)은 마이크로 프로세서(111a), RAM(111b), 플래시 메모리(111c), 타이머/카운터들(111h), 아날로그 입출력 인터페이스(111g), 디버거(111f), 시스템 주변장치들(111e), 다용도 입출력 포트(GPIO, 111d), 발진기(111k), 블루투스 무선부(111l), 비접촉 근거리통신(NFC) 태그(111m) 및 전원공급부(111n)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 스마트폰을 포함하는 이동통신 단말기(19)를 더 포함하며, 상기 이동통신 단말기(19)는 상기 RTLS 서버(16)와 무선통신 방식에 의해 접속가능하고, 상기 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)와는 블루투스 방식에 의해 무선 접속되어 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)의 작동상태 체크 및 설정상태를 변경, 관리할 수 있고, RTLS UWB 앵커(11)와 RTLS UWB 태그(12)의 작동에 필요한 펌웨어 등 어플리케이션 프로그램을 업데이트할 수 있는 것을 특징으로 하는, 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 RTLS UWB 장치는,
    상기 무선 트랜시버 모듈(114)에 연결된 초광대역 통신(UWB)용 안테나 및 매칭부(112);
    상기 시스템온칩(111) 내의 블루투스 무선부(111l)에 연결 설치된 블루투스 안테나 및 매칭부(113);
    사용자가 마이크로 프로세서(111a)에 명령을 입력할 수 있는 입력버튼(116); 및
    상기 시스템온칩(111)의 처리결과 출력을 표시할 수 있는 칼라 LED;를 더 포함하며,
    상기 시스템온칩(111) 내부에는 부품들간의 데이터 전달을 위한 AHB Lite Bus(111i)와 APB Bus(111j)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 RTLS UWB 장치의 마이크로 프로세서(111a)에서 실행되는 어플리케이션 소프트웨어는,
    상기 RTLS UWB 장치의 활성화 상태를 세팅함에 의해 앵커 또는 태그로 작동시킬 수 있도록 할 수 있는 모드 관리 모듈(131);
    프로그램에서 주어진 효과가 실행되는 조건을 정의하고 관리하는 이벤트 핸들러(132);
    세팅 관리 모듈(133);
    상기 모드 관리 모듈(131)에서 RTLS UWB 장치가 앵커모드로 설정되었을 때에는 애드버타이징과 에코백 기능을 수행하고, 상기 모드 관리 모듈(131)에서 RTLS UWB 장치가 태그 모드로 설정되었을 때에는 장치 검색, 발견 기능과 거리측정기능을 수행하는 UWB 위치표시 프로그램(137);
    RTLS UWB 장치를 지속상태 혹은 휘발상태로 변경하고 LED를 제어하는 상태 관리 모듈(134);
    USB포트를 통한 외부 기기와의 통신과 블루투스를 통한 외부 기기와의 통신을 담당하는 통신 프로토콜 핸들러(135); 및
    스마트폰 등의 이동통신 단말기(19)와 블루투스 접속으로 연결되어 이동통신 단말기(19)로부터 펌웨어 프로그램을 전송받고, RTLS UWB 장치 내의 펌웨어 업데이트를 수행하는 장치 펌웨어 업데이트 프로그램(136);을 포함한 것을 특징으로 하는, 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템.
  6. 기업의 제품과 자재를 포함한 다수의 물건들이 적재된 실내 물류창고(2);
    상기 실내 물류창고(2)의 복수 개의 영역 장소들에 서로 이격되어 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 앵커들(11);
    상기 실내 물류창고(2)내에서 이동하면서 물건들을 싣고 옮길 수 있는 이송장치(3);
    상기 이송장치(3)에 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 태그(12);
    상기 이송장치(3)에 설치된 무선주파수 인식(RFID) 스캐너(13);
    실내 물류창고에서 물건을 이동하고 쌓기 위해 사용하며, 각각 무선주파수 인식 태그(14)를 부착한 파렛트(4);
    상기 이송장치(3)에 설치되며 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 상기 RFID 스캐너(13)와 통신하여 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 RFID 스캐너(13)가 취득한 정보를 전달받을 수 있는 RTLS 엣지서버(edge server, 5);
    상기 RTLS 엣지서버(5)와 와이파이(WiFi) 무선통신 수단에 의해 연결되며 상기 RTLS 엣지서버(5)에서 취득한 위치 정보를 전송받아 실내 물류창고(2) 내의 이송장치(3)의 위치 및 파렛트들(4)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 서버(16);
    상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커들(11)의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 관리자 컴퓨터(17); 및
    상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커(11)들의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 모니터링 서버(18);를 포함하며,
    상기 RTLS 엣지서버(5)는 하나의 보드로 구성된 컴퓨터로 제작되며, 상기 RTLS 엣지서버(5)의 CPU에는 위치표시 데이터 업로더(51), 위치표시 데이터 평가기(52), 마스터 데이터 동기화기(53), 설정 관리 모듈(54), 상태 관리 모듈(55), 어플리케이션 업데이트 모듈(56) 및 위치표시 프로토콜 핸들러(57)를 포함하며,
    상기 위치표시 데이터 업로더(51)는 네트워크의 건전 상태를 체크하고, 태그와 파렛트의 위치표시 데이터 큐(queue)를 관리하며, 위치표시 데이터를 RTLS 서버(16)에 업로드하고,
    상기 위치표시 데이터 평가기(52)는 RTLS UWB 앵커들의 위치 범위 내에서 RTLS UWB 태그의 위치를 파악하고 각 앵커들까지의 거리를 평가하며, RFID 스캐너(13)가 파렛트(4)에 매핑되어 있는 동안에 파렛트(4)의 위치를 트랙킹하는 것을 특징으로 하는, 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템.
  7. 기업의 제품과 자재를 포함한 다수의 물건들이 적재된 실내 물류창고(2);
    상기 실내 물류창고(2)의 복수 개의 영역 장소들에 서로 이격되어 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 앵커들(11);
    상기 실내 물류창고(2)내에서 이동하면서 물건들을 싣고 옮길 수 있는 이송장치(3);
    상기 이송장치(3)에 설치된 실시간 위치추적 초광대역 통신(RTLS UWB) 태그(12);
    상기 이송장치(3)에 설치된 무선주파수 인식(RFID) 스캐너(13);
    실내 물류창고에서 물건을 이동하고 쌓기 위해 사용하며, 각각 무선주파수 인식 태그(14)를 부착한 파렛트(4);
    상기 이송장치(3)에 설치되며 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 상기 RFID 스캐너(13)와 통신하여 상기 RTLS UWB 태그(12) 및 RFID 스캐너(13)가 취득한 정보를 전달받을 수 있는 RTLS 엣지서버(edge server, 5);
    상기 RTLS 엣지서버(5)와 와이파이(WiFi) 무선통신 수단에 의해 연결되며 상기 RTLS 엣지서버(5)에서 취득한 위치 정보를 전송받아 실내 물류창고(2) 내의 이송장치(3)의 위치 및 파렛트들(4)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 서버(16);
    상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커들(11)의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 관리자 컴퓨터(17);
    상기 RTLS 서버(16)와 통신라인에 의해 접속되어 실내 물류창고(2)내의 앵커(11)들의 위치와 이송장치(3)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있는 RTLS 모니터링 서버(18); 및
    스마트폰을 포함하는 이동통신 단말기(19);를 포함하며,
    상기 이동통신 단말기(19)는 상기 RTLS 서버(16)와 무선통신 방식에 의해 접속가능하고, 상기 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)와는 블루투스 방식에 의해 무선 접속되어 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)의 작동상태 체크 및 설정상태를 변경, 관리할 수 있고, RTLS UWB 앵커(11)와 RTLS UWB 태그(12)의 작동에 필요한 펌웨어 등 어플리케이션 프로그램을 업데이트할 수 있으며,
    상기 이동통신 단말기(19)에 설치된 모바일 앱 프로그램은, 통신 프로토콜 핸들러(191), 장치 검색 발견 모듈(192), 인증 모듈(193), 앵커/태그 설정 정보 동기화 프로그램(194), 장치 모니터링 모듈(196), 앵커/태그 상태 모듈(195) 및 장치 설정 모듈(197)을 포함하며,
    여기서 RTLS UWB 앵커(11) 및 RTLS UWB 태그(12)를 포괄해서 'RTLS 장치'라고 칭할 때,
    상기 통신 프로토콜 핸들러(191)는 RTLS 장치 애드버타이징을 검출하는 기능을 수행하고, 상기 장치 검색 발견 모듈(192)은 RTLS 장치의 애드버타이징을 검출하는 기능을 수행하고, 인증모듈(193)은 사용자가 RTLS 서버(16)에 로그인하는 과정을 처리하는 역할을 하며, 상기 앵커/태그 설정 정보 동기화모듈(194)은 RTLS 서버(16)로부터 앵커와 태그의 설정 정보를 다운로드하고, 앵커/태그 상태 모듈(195)은 앵커와 태크의 상태 정보를 RTLS 서버(16)로 업로드하는 것을 특징으로 하는, 실내 물류창고의 물류의 측위 및 이송장치의 동선 추적 시스템.
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