[논문 리뷰] Integrating GPS, GSM and Cellular Phone for Location Tracking and Monitoring

Bibhudatta Sahoo, Satyajit Rath|arXiv (Cornell University)|2013. 07. 11.

Indoor and Outdoor Localization Technologies참고 문헌 8인용 수 15

한 줄 요약

이 논문은 실시간으로 이동 중인 물체를 모니터링하기 위해 GPS, GSM, 및 이동통신 기술을 통합한 저비용 하이브리드 위치 추적 시스템을 제시한다. 정밀한 위치 데이터를 제공하는 GPS와 SMS 기반 통신을 위한 GSM을 결합함으로써, 원격 사용자가 텍스트 메시지를 통해 위치 업데이트를 요청하고 수신할 수 있게 되어, 자동차 도난 방지 및 청소년 운전자 감시와 같은 응용 분야에서 현장 테스트에서 최소한의 추적 오차를 달성한다.

ABSTRACT

The wide spread of mobiles as handheld devices leads to various innovative applications that makes use of their ever increasing presence in our daily life. One such application is location tracking and monitoring. This paper proposes a prototype model for location tracking using Geographical Positioning System (GPS) and Global System for Mobile Communication (GSM) technology. The system displays the object moving path on the monitor and the same information can also be communicated to the user cell phone, on demand of the user by asking the specific information via SMS. This system is very useful for car theft situations, for adolescent drivers being watched and monitored by parents. The result shows that the object is being tracked with a minimal tracking error.

연구 동기 및 목표

• 광범위하게 사용 가능한 모바일 기술을 활용해 비용 효율적이고 실시간 위치 추적 솔루션을 개발하기.
• 단독 GPS 또는 GSM 기반 추적의 한계를 보완하기 위해 둘을 통합함으로써 정확도와 신뢰성을 향상시키기.
• SMS를 통한 원격의 요청 기반 위치 모니터링을 가능하게 하여 최종 사용자의 사용성 향상시키기.
• 실생활 시나리오, 예를 들어 자동차 도난 방지 및 청소년 운전자에 대한 부모의 감시와 같은 분야에서의 실용적 적용성을 입증하기.

제안 방법

• 시스템은 이동 중인 물체의 실시간 지리적 좌표(위도 및 경도)를 확보하기 위해 GPS 모듈을 사용한다.
• 마이크로컨트롤러는 GPS 데이터를 처리하고, 위치 정보를 원격 사용자의 휴대폰으로 GSM 모듈을 통해 전송한다.
• 사용자의 위치 업데이트 요청은 SMS를 통해 전송되며, 이는 시스템이 현재 위치를 검색하고 전송하도록 트리거한다.
• 시스템은 모니터에 추적 경로를 표시하며, SMS 명령을 통한 양방향 통신을 지원한다.
• GPS와 GSM의 통합은 위성 신호 수신이 어려운 지역에서도 지속적인 추적을 보장하며, GSM 삼각측량을 백업으로 사용한다.
• 프로토타입은 인도 공과대학교(IIT Bombay)에서 실생활 조건에서 테스트되어 기능성과 정확도가 검증되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 GPS와 GSM 기술을 효과적으로 통합하여 저비용 실시간 위치 추적을 어떻게 달성할 수 있는가?
• RQ2 실생활 추적 시나리오에서 하이브리드 GPS-GSM 시스템의 정확도와 신뢰성은 어떠한가?
• RQ3 SMS 기반의 요청 기반 쿼리가 원격 위치 모니터링을 위한 실용적이고 효율적인 방법이 될 수 있는가?
• RQ4 환경 조건이 다양할 경우 시스템의 추적 오차와 반응 시간은 어떻게 성능을 보이는가?
• RQ5 자동차 보안 및 청소년 감시와 같은 응용 분야에서 이러한 시스템의 실질적 구현 과제와 이점은 무엇인가?

주요 결과

• 시스템은 최소한의 추적 오차로 이동 중인 물체를 성공적으로 추적하여 실생활 조건에서 높은 신뢰성을 입증한다.
• 원격 사용자는 SMS를 보내는 것으로 현재 위치 데이터를 요청하여 저대역폭 기반의 실용적인 모니터링을 가능하게 한다.
• GPS와 GSM의 통합은 GPS 신호가 약한 경우에도 지속적인 운영을 보장하며, GSM이 백업 위치 산정을 제공한다.
• 프로토타입은 인도 공과대학교(IIT Bombay)에서 실시된 라이브 데모를 통해 기술적 타당성과 기능성이 확인되었다.
• 시스템은 자동차 도난 방지 및 청소년 운전자에 대한 부모의 감시와 같은 응용 분야에 적합하다.
• SMS를 통한 통신은 표준 휴대폰과의 광범위한 호환성을 보장하여 접근성과 확장성을 향상시킨다.