BLE 위치 추적 및 포지셔닝 기술

Bluetooth Low Energy(이하 BLE)는 무선 통신을 위한 라디오 주파수(RF) 기술로, 다양한 실내 위치 추적 용도에 활용할 수 있습니다. BLE 기술을 이용하면 사람, 기기, 자산 등의 위치를 감지하고 추적하여 자산 추적, 실내 네비게이션, 근접 서비스 등 다양한 용도로 활용할 수 있습니다. Wi-Fi 및 UWB와 같은 다른 통신 프로토콜과 마찬가지로 BLE도 무선으로 데이터를 송수신하는 데 사용될 수 있습니다.

BLE 4.0은 2010년에 출시되어 이전 버전인 블루투스 클래식보다 훨씬 적은 전력을 소비하도록 설계되었습니다. 이러한 에너지 효율적인 디자인으로 인해 스마트폰 및 다양한 무선 기기와의 통합, 웨어러블 기기 및 IoT 기기 개발, 배터리 작동형 BLE 비콘 등 다양한 새로운 블루투스 기술이 등장하게 되었습니다.

BLE 기술의 성장은 글로벌 블루투스 생태계에 근본적인 변화를 가져왔습니다. 많은 블루투스 기기들이 실내 공간에 진입했으며, 이제 전 세계에 80억 개 이상의 블루투스 기기가 있습니다. 새로운 블루투스 호환 인프라 및 도구들은 혁신적인 위치인식 기능을 제공합니다.

2013년, 애플의 iBeacon이 최초로 출시된 이후 많은 BLE 기술들이 등장했습니다. iBeacon은 물리적인 비콘들이 근접한 무선 기기들과 통신할 수 있도록 하여 iOS 및 Android 애플리케이션과 함께 작동할 수 있게 만들어졌습니다. 2015년 구글은 개방성과 상호 운용성을 고려한 비콘 프로토콜인 Eddystone을 출시했습니다. 이 두 가지 선도적인 비콘 프로토콜과 함께 사용되는 많은 물리적 비콘 제품들과 위치 추적 센서 및 태그와 같은 다른 BLE 기술들은 다양한 실내 위치 추적 및 위치 서비스 애플리케이션을 가능하게 하여 사람들과 기기가 실내 공간과 상호작용하는 방식을 변화시켰습니다.

이러한 기술들과 전반적인 블루투스 통신 프로토콜은 계속해서 발전하고 있습니다. 2016년 새로운 블루투스 버전인 Bluetooth 5.0이 소개되었습니다. BLE 4.0을 기반으로 한 이 새로운 버전은 더 높은 데이터 전송 속도와 더 긴 거리에서의 통신이 가능합니다. 2019년 공개된 Bluetooth 5.1은 방향 탐지(direction finding, DF)를 통해 보다 정확한 위치 감지를 가능하게 하여 센티미터 수준의 정확도를 제공할 것으로 예상됩니다.

BLE는 실내 위치 추적을 위한 가장 인기 있는 RF 기술 중 하나로, 무선 기기에서 많이 사용되며, 저전력, 저비용, 쉽게 구현할 수 있는 하드웨어 옵션이 많고, 다양한 위치 기반 애플리케이션에서 유연하게 사용할 수 있는 특징을 가지고 있습니다.

BLE 비콘은 작고 다용도이며 저전력 블루투스 송신기로, BLE가 가능한 스마트폰과 같은 무선 기기에서 감지될 수 있습니다. 비콘은 벽이나 구조물에 부착되거나 이동 가능한 자산에 놓여져서 실내 위치 측위 애플리케이션에 위치 참조를 제공합니다. 이는 BYOD(Bring Your Own Device) 개념을 지원하여 누구나 스마트폰이나 다른 내장 장치를 사용하여 BLE가 가능한 애플리케이션과 상호작용할 수 있도록 합니다. BLE 비콘은 장치의 위치를 찾아서 문서, 비디오, 앱 등과 같은 관련 콘텐츠를 제공하거나, 사용자의 시간 또는 위치에 대한 안내를 제공하여 사용자를 안내하고 참여시킵니다.

비콘은 정기적인 간격으로 신호를 송출하여 다른 BLE가 가능한 기기에서 감지할 수 있습니다. 비콘에서 수집한 위치 데이터는 BLE 기기에서 수집되어 IPS(Internet Positioning System)로 전송되어 기기의 위치를 결정합니다. 이는 다양한 위치 인식 애플리케이션을 지원하며, 특정 동작을 트리거할 수도 있습니다.

비콘은 모양과 크기가 다양합니다. 많은 비콘은 내장형 배터리를 사용하여 여러 해동안 작동하거나 USB와 같은 연결로 전원을 공급받을 수 있습니다. BLE 기술은 일반적으로 다른 RF 기술보다 생산 비용이 적게 들기 때문에 고유한 요구사항에 맞는 배치를 위해 맞춤형 가능성이 있는 작고 저렴하며 유지보수가 적게 필요한 하드웨어 옵션을 제공합니다. 일부 비콘은 BLE를 넘어서 가속도계나 온도 센서와 같은 추가 기술을 통합하여 향상된 결과를 얻을 수 있습니다.

가상 비콘은 많은 추가 하드웨어 없이 BLE 비콘 기술을 추가할 수 있도록 합니다. 가상 블루투스 비콘을 사용하면 호환 가능한 Wi-Fi 액세스 포인트에 안테나를 추가하고 다양한 실내 위치 측위 애플리케이션에 대한 추가 소프트웨어 도구와 함께 사용할 수 있습니다.

많은 일반 기업용 Wi-Fi 액세스 포인트는 이제 내장형 BLE 기술이 탑재되어 있습니다. 이를 통해 조직은 액세스 포인트를 비콘 및 센서로 사용하여, 보조 인프라를 설정하지 않고도 전송 중인 BLE 기기를 감지하고 위치를 파악할 수 있습니다.

BLE 실내 위치 측위 솔루션은 BLE 지원 센서 또는 비콘을 사용하여 실내 공간에서 스마트폰이나 추적 태그와 같은 블루투스 기기를 감지하고 위치를 파악합니다. 센서에서 수집한 위치 데이터 또는 비콘이 모바일 기기로 전송한 데이터는 다양한 위치 측위 응용 프로그램에 의해 수집되어 분석되며, 이를 기반으로 다양한 위치 인지 사용 사례가 구현됩니다.

BLE 실내 위치 추적 및 실시간 위치 시스템은 시스템 아키텍처, 하드웨어 선택 및 배치된 센서 또는 비콘의 밀도에 따라 다양한 수준의 정확도를 제공할 수 있습니다. BLE 센서 또는 비콘을 사용한 실내 위치 추적 모두 최적 조건과 배치를 고려하면 일반적으로 5m 이하의 위치 정확도를 제공할 수 있습니다.

BLE 위치 추적 기술의 범위는 BLE 비콘 또는 BLE 활성화 센서를 사용하는지, 실내 공간의 특성 등에 따라 다를 수 있습니다. BLE는 일반적으로 UWB 또는 Wi-Fi와 같은 다른 RF 기술보다 짧은 범위 내에서 작동하며, 최적의 조건과 배치에서는 0~25미터 내에서 가장 잘 작동하며, 최대 100미터까지 작동할 수 있습니다.

블루투스는 다른 무선 표준 기술과 마찬가지로, 개별적인 요구 사항, 예산, 시설 및 특정 위치 기반 사용 사례에 따라 적합한 옵션일 수 있는 고유한 특성과 장점을 제공합니다. BLE와 다른 기술 간 가장 중요한 차이점은 적은 전력 소비와 많은 위치 인식 응용 프로그램에서의 유연성입니다. BLE는 실내 공간 전반에서 장치에 내장되어 있으며, 많은 위치 추적 시스템에서 활용되며, 산업과 다양한 사용 사례를 포함한 실내 위치 추적을 위해 확장될 수 있습니다.