DBPIA-NURIMEDIA

Size: px

Start display at page:

Download "DBPIA-NURIMEDIA"

종석 피
6 years ago
Views:

1 GPS 와 CDMA/ 인터넷을이용한순환차량도착시각안내시스템 Arrival Time Guidance System of Circular Vehicles Using GPS and CDMA/Internet 최대우동명대학교정보통신대학정보통신공학과 Dae-Woo 요약텔레매틱스는자동차등최첨단기계산업과이동통신등 IT산업의집합체로서향후자동차문화에엄청난변화를몰고올전망이다. 본논문에서는 GPS와 CDMA 이동통신망및인터넷을이용하여구현한순환차량도착시각안내시스템에대하여기술하였다. 본시스템은 GPS수신기와이동단말기 (PDA) 로구성된탑재장치를실은순환차량의위치정보를 CDMA망및인터넷을이용하여위치서버로전송하고, 사용자는웹, PDA 또는휴대전화를이용하여순환차량의현재위치와도착예정시각을확인할수있다. 중심어 : 텔레매틱스 교통정보시스템 버스정보시스템 Abstract In this paper, we describe an arrival time guidance system of circular vehicles using GPS, CDMA and TCP/IP technology. The on-board equipment consists of a GPS receiver and a PDA phone. The on-board equipment sends the current position data of the vehicle to the positioning server via CDMA and Internet. The server predicts the arrival time to the next bus-stop. Any user can lookup the current position and the predicted arrival time of the vehicle utilizing his mobile phone, PDA phone, or Web. keyword : Telematics Traffic Information System Bus Information System I. 서론오늘날자동차의급격한증가로인한교통체증은도로의신설및확장에만의존해서해결할수는없게되었다. 텔레매틱스는통신 (telecommunication) 과정보과학 (informatics) 의합성어로위치정보와무선통신망을이용하여자동차운전자에게교통안내, 긴급구난정보를제공하고동승자에게는인터넷, 영화, 게임등의서비스 를제공하는 차량멀티미디어서비스 를제공하는것을의미한다 [1]. 텔레매틱스에필요한요소기술로는기반기술로서 GPS, GIS 및 ITS 기술이있고통신기술로서 CDMA, DMB, 블루투스및 DSRC 기술이있으며단말기술로는오토PC, PDA 및이동전화기등이있다 [2]. 지능형교통시스템인 ITS(Intelligent Transport Systems) 는정보기술을이용하여도로의교통상황을효율적으로수집및 접수번호 : # 접수일자 : 2006 년 03 월 22 일 심사완료일 : 2006 년 04 월 20 일교신저자 : 최대우, dwchoi@tu.ac.kr

2 GPS 와 CDMA/ 인터넷을이용한순환차량도착시각안내시스템 15 가공하고이를이용자에게실시간으로제공하는시스템이다. 현재일부광역시에서운영중인교통정보시스템은차량에장착된 CRF(Car Radio Frequency) 차량모듈과 224MHz의통신주파수를이용하는위치비콘간의통신을수단으로하여, 수집된위치및시각정보를노변기지국으로전송하고이정보를전용선을통해교통정보센터내의서버로전송한다. 전송된데이터는분석, 가공및처리되어실시간버스안내서비스를제공하고있다 [3]. 이와같은대규모교통정보시스템은불특정다수가이용할수있도록하는시스템으로서많은투자가필요한방식이다. 카네비게이션시스템은차량에탑재한 GPS수신기로자신의위치정보를수신하여지도정보와결합해서자신이이용하는데목적이있다. 이방식을개발하는경우전국을지리적대상으로해야하므로역시대규모의투자가필요하며, 이용하는개인도 GPS 수신기와소프트웨어를구입해야한다. 본논문에서는노선버스와같이일정경로를순환하는차량에저비용으로적용가능하며인터넷, PDA전화및휴대전화를통하여차량의도착예정시각을조회할수있는시스템의구현에관하여기술한다. 본논문은제2장에서순환차량도착시각안내시스템의구성에대해설명하고, 제3장에서구현결과를기술하며, 제4장에서결론을맺는다. II. 순환차량도착시각안내시스템의구성그림 1. 순환차량도착시각안내시스템 [ 그림 1] 은순환차량도착시각안내시스템의개념도이다. 순환노선을따라서이동하는차량에 GPS 수신기와 CDMA 단말기를탑재하여현재차량의위치를 CDMA 이동통신망과인터넷을통하여위치서버로전송한다. 위치서버는차량의위치를지도상에표시하고현재이동속도와과거의정보를활용하여다음정류장의도착시각을예측한다. 또한웹서버와모바일서버를통하여인터넷사용자, PDA 사용자및휴대전화사용자에게현재의차량위치와정류장도착예정시각을실시간으로제공한다. 본시스템은시내전역을대상으로하지않고순환차량의운행경로에대한지리정보만필요로하기때문에대규모지리정보데이타베이스를구축할필요가없다. 또한시내전역을대상으로하는교통정보시스템의경우수많은정보수집용차량 ( 일명 probe car) 에탑재장치 (on-board equipment) 를탑재해야하나본시스템의경우는특정경로를순환하는차량에만탑재하기때문에상대적으로저비용으로구축할수있게된다. 1. 차량탑재장치 1.1 GPS 수신기차량의현재위치를파악하기위해 GPS 수신기를이동단말과함께차량에탑재하는데 GPS 수신기는 4개이상의위성으로부터받은각각의신호로부터위치, 속도및시각정보를계산하고 NMEA-0183규격에따라변환한다. GPS 수신기는인텔링스사의 smart GPS i-3024 를사용하였다. 1.2 이동단말이동단말은 [ 그림 2] 와같이 GPS 수신기에서생성된정보들을 RS-232C 통신을이용하여수신하고, 수신된정보중에서현재날짜, 시각, 위도, 경도, 속도, 위치정보의상태등이나타나있는 GPRMC 정보만을추출해서차량의인식번호를삽입하고, 운영자가설정한시간간격마다 CDMA 망과인터넷을이용하여 TCP/IP 프로토콜을사용하여위치서버로송신한다. 본기능은 Microsoft embedded Visual C++ 4.0을사용하여구현하였다 [4]. 이동단말은 HP사의 rw6100 PDA를사용하

16 한국콘텐츠학회논문지 '06 Vol. 6 No. 5 였다. 그림 2. 차량탑재장치 2. 위치서버 2.1 데이터수신기능위치서버는 [ 그림 3] 과같이모바일단말에서수신되는정보를수집, 가공및분석하여데이터베이스에저장하는역할을한다. TCP/IP를통해단말기에서보내는데이터를수신하고처리하여필요한정보를계산한후데이터베이스에저장시키는기능을가진다. 표 1.

varchar 경도 ( 초 ) LongD varchar 위도 ( 도 ) LongM varchar 위도 ( 분 ) LongS varchar 위도 ( 초 ) SpeedC varchar 현재속도 UNArrival varchar UN 도착예정시각 Daeyeon Arrival varchar 대연도착예정시각 Bukyung Arrival varchar 부경도착예정시각

3 16 한국콘텐츠학회논문지 '06 Vol. 6 No. 5 였다. 그림 2. 차량탑재장치 2. 위치서버 2.1 데이터수신기능위치서버는 [ 그림 3] 과같이모바일단말에서수신되는정보를수집, 가공및분석하여데이터베이스에저장하는역할을한다. TCP/IP를통해단말기에서보내는데이터를수신하고처리하여필요한정보를계산한후데이터베이스에저장시키는기능을가진다. 표 1. 차량위치정보저장테이블의구조 테이블명컬럼명자료형내용 bissqldb No int 인덱스 ( 기본키 ) bid varchar 차량인식번호 TimeH varchar 현재시각 ( 시 ) TimeM varchar 현재시각 ( 분 ) TimeS varchar 현재시각 ( 초 ) LatD varchar 경도 ( 도 ) LatM varchar 경도 ( 분 ) LatS varchar 경도 ( 초 ) LongD varchar 위도 ( 도 ) LongM varchar 위도 ( 분 ) LongS varchar 위도 ( 초 ) SpeedC varchar 현재속도 UNArrival varchar UN 도착예정시각 Daeyeon Arrival varchar 대연도착예정시각 Bukyung Arrival varchar 부경도착예정시각 TitArrival varchar 동명도착예정시각 AREA int 정류장도착여부 그림 3. 위치서버구성도 2.2 데이터베이스기능본시스템의데이터베이스서버는공개형데이터베이스인 MySQL을사용하였으며, [ 표 1] 은테이블의구조이다 [5]. 테이블은인덱스번호 (No), 차량인식번호 (bid), 시각정보 (TimeH, TimeM, TimeS), 경도정보 (LatD, LatM, LatS), 위도정보 (LongD, LongM, LongS), 정류장도착예정시각 (UNArrival, DaeyeonArrival, BukyungArrival, TitArrival), 정류장도착여부를나타내는플래그 (AREA) 로구성된다. 특히 'bid' 정보를이용하여웹서버와모바일서버에서는각순환차량의데이터를구분하여저장하게된다. 2.3 웹서버기능수집된데이터를기반으로교통정보를실시간으로알려주기위해웹서버를구성하였다. 실시간으로제공되는자료로서는현재시각과차량위치, 차량의이동속도, 최종목적지까지각정류장의도착예정시각이다. 또한웹서버에모바일홈페이지를구축하여모바일단말기에도서비스를제공한다. 이때각통신사에맞는형식의텍스트기반홈페이지를구축하여실시간으로도착예정시각을서비스하도록되어있다. 텍스트기반으로서비스를제공하는이유는모바일서비스비용이패킷단위로요금이부과되므로최소의패킷을사용하기위함이다. III. 구현결과 1. 탑재장치와위치서버와의통신 1.1 TCP 를이용한통신방식 TCP/IP 프로토콜에는 TCP와 UDP의두가지프로토콜이전송계층에서정의되어있다. TCP는바이트스트

GPS 와 CDMA/ 인터넷을이용한순환차량도착시각안내시스템 17 림 (byte-stream) 서비스로서, 연결지향의신뢰성있는전송프로토콜이다. [ 그림 4] 는 TCP를이용한위치서버와클라이언트간의동작절차이다 [6]. 위치서버와탑재장치간의데이타통신프로토콜로서상기두가지방식이검토및구현되었으며서비스의실시간성을높이기위하여 UDP 방식이채택되었다.

4 GPS 와 CDMA/ 인터넷을이용한순환차량도착시각안내시스템 17 림 (byte-stream) 서비스로서, 연결지향의신뢰성있는전송프로토콜이다. [ 그림 4] 는 TCP를이용한위치서버와클라이언트간의동작절차이다 [6]. 위치서버와탑재장치간의데이타통신프로토콜로서상기두가지방식이검토및구현되었으며서비스의실시간성을높이기위하여 UDP 방식이채택되었다. 또한, 탑재장치에서위치서버로의데이터전송간격은운영자가초단위로설정할수있게하였다. 2. 지도매핑 그림 4. TCP 를이용한위치서버와탑재장치간의동작절차 위치서버가구동되면클라이언트 ( 탑재장치 ) 로부터접속요청이도착하기를기다린다 (listen). 클라이언트가서버에접속하면 (connect), 위치서버는클라이언트를수용하고 (accept), 클라이언트는데이터를전송한다 (send). 위치서버는클라이언트로부터데이터를수신하고 (recv), 데이터는가공되어데이터베이스내에각항목별로저장되게된다. 본논문의순환차량도착시각안내시스템은동명대학교통학용순환버스를대상으로시범구현되었다. 사용자에게제공하게될지도는실제버스노선을간략하게표시한간이지도로표현된다. GPS 수신기에서받은실제위치들을간이지도상에매핑시키는방법은다음과같다. [ 그림 6] 은순환버스의노선이포함된영역인데 4개모서리지점의 GPS 좌표는 [ 표 2] 에서보는바와같다. 1.2 UDP 를이용한통신방식 UDP는데이터그램서비스로서, 비연결지향의신뢰성없는전송프로토콜이다. [ 그림 5] 는 UDP를이용한위치서버와탑재장치간의동작절차이다. 클라이언트 ( 탑재장치 ) 는접속과정없이곧바로서버에게데이터를전송한다 (sendto). 위치서버는클라이언트로부터데이터를수신하고 (recvfrom), 데이터는가공되어데이터베이스내에각항목별로저장되게된다. 그림 6. 동명대학교순환버스노선 표 2. 지도상각모서리의위도및경도 지점 위 도 경 도 좌상 35도 8분 16초 129도 5분 23초 우상 35도 8분 16초 129도 6분 23초 좌하 35도 7분 16초 129도 5분 23초 우하 35도 7분 16초 129도 6분 23초 그림 5. UDP 를이용한위치서버와탑재장치간의동작절차

그리고 [ 그림 7] 의좌측과같이순환버스노선을따라 29 개의구역으로나누고, 수집된좌표데이터가특정구역내에있게되면 [ 그림

구현결과 본논문에서구현한 GPS와이동통신망을이용한순환차량도착시각안내시스템을동명대학교순환버스에적용하여모의실험을하였다.

분석및가공절차를거쳐위치서버상의지도에표시되며사용자단말기로성공적으로서비스되는것을확인하였다.

5 18 한국콘텐츠학회논문지 '06 Vol. 6 No. 5 네개지점의 GPS 좌표값은각각정확히 1분차이를보였으며, 여기서는지도를 1초간격으로세분화하였다. 그리고 [ 그림 7] 의좌측과같이순환버스노선을따라 29 개의구역으로나누고, 수집된좌표데이터가특정구역내에있게되면 [ 그림 7] 의우측에서보는것과같이간이지도상의한점으로매핑하게된다. 그림 8. 위치서버의메인화면 그림 7. 지도매핑 3. 구현결과 본논문에서구현한 GPS와이동통신망을이용한순환차량도착시각안내시스템을동명대학교순환버스에적용하여모의실험을하였다. 그결과 GPS 수신기로부터들어오는위치정보가이동통신망과인터넷을통해위치서버로전송되어, 분석및가공절차를거쳐위치서버상의지도에표시되며사용자단말기로성공적으로서비스되는것을확인하였다. [ 그림 8] 은위치서버의메인화면이며, [ 그림 9] 와 [ 그림 10] 은웹과사용자단말기로제공되는서비스화면이다. 지도상의버스아이콘이버스의현재위치를표시하며 4 대의버스가동시에운행중인상태를나타내고있다. 이것은한대의버스로실측하여얻은데이터를시차를두고 4번에걸쳐서버로전송하여시뮬레이션한결과이다. 그림 9. 웹에서보기

GPS 와 CDMA/ 인터넷을이용한순환차량도착시각안내시스템 19 참고문헌 그림 10. PDA 와휴대전화에서보기 [1] 김치동, 텔레매틱스서비스활성화기본계획확정과시사점, 한국통신학회지, 제21권, 제5호, pp.13-25, 2004(5). [2] 김호경, 이수영, 텔레매틱스기술개발동향, 한국통신학회지, 제20권, 제12호, pp.14-31, 2003(12).

결론본논문에서는 GPS와 CDMA 이동통신망및인터넷을이용하여, 순환하는차량의위치정보를실시간으로수집한후지도상에표시하고다음정류장도착시각을예측하며그결과를웹, PDA단말기또는휴대전화로접속한사용자에게제공할수있는순환차량도착시각안내시스템에관하여기술하였다.

6 GPS 와 CDMA/ 인터넷을이용한순환차량도착시각안내시스템 19 참고문헌 그림 10. PDA 와휴대전화에서보기 [1] 김치동, 텔레매틱스서비스활성화기본계획확정과시사점, 한국통신학회지, 제21권, 제5호, pp.13-25, 2004(5). [2] 김호경, 이수영, 텔레매틱스기술개발동향, 한국통신학회지, 제20권, 제12호, pp.14-31, 2003(12). [3] [4] 더글러스볼링, PROGRMMING MICROSOFT WINDOWS CE.NET, 정보문화사, [5] 김호, Kimho의 MySQL로배우는데이터베이스프로그래밍, 영진닷컴, [6] 김선우, 윈도우네트워크프로그래밍, 한빛미디어, IV. 결론본논문에서는 GPS와 CDMA 이동통신망및인터넷을이용하여, 순환하는차량의위치정보를실시간으로수집한후지도상에표시하고다음정류장도착시각을예측하며그결과를웹, PDA단말기또는휴대전화로접속한사용자에게제공할수있는순환차량도착시각안내시스템에관하여기술하였다. 본논문에서구현된시스템을동명대학교순환버스를대상으로실험한결과수집된위치정보가위치서버에서분석및가공되어불특정사용자에게웹이나모바일단말기를통해성공적으로제공되는것을확인하였다. 향후도착예정시각에맞추어특정이용자에게 SMS (Short Message Service) 를송출하는등이용자편의를향상할수있는기능을추가할예정이다. 저자소개최대우 (Dae-Woo Choi) 정회원 1981년 2월 : 경북대학교전자공학과 ( 공학사 ) 1983년 2월 : 경북대학교대학원전자공학과 ( 공학석사 ) 1997년 8월 : KAIST 전기및전자공학과 ( 공학박사 ) 1983년 3월~1999년 2월 : ETRI, 교환전송기술연구소선임연구원 1999년 3월~현재 : 동명대학교정보통신대학정보통신공학과교수 < 관심분야 > : TCP/IP, 인터넷프로토콜, 센서네트워크, 블루투스, RFID 등

<4D F736F F F696E74202D E20B3D7C6AEBFF6C5A920C7C1B7CEB1D7B7A1B9D62E >

<4D F736F F F696E74202D E20B3D7C6AEBFF6C5A920C7C1B7CEB1D7B7A1B9D62E > 웹프로그래밍및실습 ( g & Practice) 문양세강원대학교 IT 대학컴퓨터과학전공 소켓 (Socket) (1/2) Socket 이란? 서버와클라이언트가서로특정한규약을사용하여데이터를전송하기위한방식 서버와클라이언트는소켓연결을기다렸다가소켓이연결되면서로데이터를전송 현재네트워크상에서의모든통신의근간은 Socket 이라할수있음 Page 2 1 소켓 (Socket) (2/2)