KR20020075101A - Electronic Toll Collection System of Credit Card type inserted Long range RFID - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 장거리 RFID(무선주파수를 이용한 원격인식 시스템 : RFID, Radio frequency Remote Identify System) 내장형의 신용카드를 이용한 자동차 통행료 자동 징수(전자요금징수: ETC, Eelectronic Toll Collection) 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic toll collection (ETC) system using a long-term RFID (radio frequency remote identification system) built-in credit card.
일반적으로 주로 근접거리에 사용하는 지하철 및 버스 패스카드, 출입증 그리고 건전지 내장형으로 주차장관리 및 차량관리 시스템, 동물관리 시스템, 물류관리 시스템 등에 응용되고 그 응용분야는 날로 증대되고 있으며 특히 고속 이동체의 인식분야 또는 전자요금징수 시스템 등에는 건전지를 내장한 전용태그를 사용하거나 최근에는 근접거리의 스마트 카드를 사용하는 방식에는 고가의 무선통신장치 즉, OBU(On Board Unit) 또는 DSRC(Dedicated Short Range Communication)등의 차량 탑재기를 이용한 형태의 시스템이 시범적용 또는 운용되고 있다. 즉, 도 1a 및 도 1b에 도시한바와 같이, 스마트 카드(10)를 OBU 또는 DSRC로 이루어지는 차량 탑재기(11)에 삽입하고, 무선으로 질문기(Reader)(20)에서 비이컨을 송출하는 시스템으로 구성된다.Generally, subway and bus pass cards, pass cards, and batteries that are used in close proximity are applied to parking lot management, vehicle management systems, animal management systems, logistics management systems, and their applications are increasing day by day. Alternatively, a dedicated tag with a built-in battery may be used for an electronic toll collection system, or recently, a smart card with a short distance may be used for an expensive wireless communication device such as an OBU (On Board Unit) or dedicated short range communication (DSRC). A system using the vehicle's on-board system is being applied or operated. That is, as shown in Figs. 1A and 1B, a system for inserting the smart card 10 into the vehicle-mounted device 11 made of an OBU or DSRC and transmitting a beacon from the reader 20 wirelessly. It consists of.
신용카드형태의 RFID 트랜스폰더 시스템은 저주파를 이용하는 10cm내외의 근접거리의 인식거리를 가지는 것으로, 주로 지하철 및 시내버스 패스카드 이동체를 정지시켜 카드를 근접시켜 인식을 확인 후 통과하는 통행료징수 시스템(도 2a 및 도2b와 같이 RFID 카드(12)와 자동차 통행료 자동 징수 시스템(21)으로 구성됨), 회사의 출입 등에 사용되고 있으며 최근에 등장한 스마트카드도 비접촉식의 것이 있으나 그 인식거리는 10cm(도면중 "d")내외의 근접거리를 가지며, 많은 메모리용량을 장점으로 그 용도의 다양성으로 보급 확대를 준비중에 있으나 고속 이동체 에는 인식거리의 한계성으로 바로 적용하지 못하고 원거리 인식을 가능하게 하기 위하여 별도의 전원을 사용하여 무선통신부분을 담당하는 OBU(On Board Unit)등이 설치되어 응용되고 있다.The RFID transponder system in the form of a credit card has a recognition distance of about 10 cm using a low frequency, mainly a toll collection system which passes after checking the recognition by stopping the subway and city bus pass card moving bodies (Fig. 2a and 2b, the RFID card 12 and the automatic toll collection system 21 are used, and the company's entrance and exit smart cards, such as the recent smart card is a contactless, but the recognition distance is 10cm ("d" in the drawing) It has a close distance from inside and outside, and it is preparing to expand its use due to its many memory capacities, but it is not applicable to the high speed moving object due to the limitation of recognition distance. OBU (On Board Unit) which is in charge of wireless communication part is installed and applied.
고속 이동체의 인식을 위한 액티브타입 또는 OBU 타입은 트렌스폰더의 소형화가 어려워 응용분야가 제한되며 액티브 소자의 열화 등에 따른 내구성이 보장될 수 없고 또한 시계용 건전지 등을 사용한 시스템은 소형화가 가능하나 인식거리와 사용 횟수 등에 따라 건전지의 수명에 직접적인 영향을 받으므로 그 내구성이나 안정성은 물론 이로 인해 수명이 단축되는 문제점이 발생하게 되는 것이다. 또한 스마트카드형태의 신용카드를 이용한 고속 이동체의 요금징수 시스템은 이용자가 별도의 차량 탑재기를 구매하여야하는 문제점도 보급확산에 걸림돌로 작용하게 될 것이다.Active type or OBU type for the recognition of high speed moving object is difficult to reduce the size of transponder and its application area is limited. Durability due to deterioration of active element cannot be guaranteed. Also, the system using watch battery can be miniaturized. Since the battery life is directly affected by the number of times of use and the like, the durability or stability thereof, as well as the shortening of the service life will occur. In addition, the high-speed mobile toll collection system using a smart card type credit card will also have a problem that the user has to purchase a separate vehicle payload.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 고속 장거리 인식이 가능한 트랜스폰더가 내장된 신용카드를 제작하고 이를 이용하여 별도의 차량 탑재기(OBU or DSRC)를 설치하지 아니한 상태로 장거리인식 RFID 내장형 신용 카드를 차량실내 전면유리근처 즉, 대쉬 보드위에 간단한 스탠드를 이용하여 세우거나 룸미러 뒤편에 클립을 이용하여 비치하는 것으로 이 RFID 신용카드로 요금지불을 하겠다는 의사 표시가 되며 요금 징수소에 설치된 질문기는 일정한 영역에 비이컨을 발사하고 그 영역을 통과하는 차량에 비치된 장거리 인식 RFID 신용카드에서의 응답정보를 읽어 해독하고 차로에 설치된 차량인식 및 차량 분류정보를 이용하여 요금을 결정하며 신용카드사의 금융정보망을 이용하여 승인신청을 하고, 사용요금은 신용카드의 이러한 발명시스템은 톨게이트의 원활한 소통과 전자요금징수 시스템의 신속한 확산보급에 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention manufactures a credit card with a built-in transponder capable of high-speed long-range recognition in order to solve the above problems, and by using this, a long-term recognition RFID embedded credit card without installing a separate vehicle mounter (OBU or DSRC) It is installed near the front glass of the vehicle, that is, by using a simple stand on the dash board or by using a clip on the back of the room mirror, indicating that the RFID credit card is to be paid. It launches a beacon in the area, reads and decodes the response information from the long-range RFID credit card installed in the vehicle passing through the area, and determines the fare using the vehicle identification and vehicle classification information installed in the lane. To apply for approval, and the usage fee of this invention system of credit card is It is an object of the present invention to facilitate the communication of the toll gate and the rapid spread of the electronic toll collection system.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 장거리 인식 RFID 내장형의 신용카드를 차량의 대시 보드 위에 간단히 비치할 수 있는 스탠드 또는 차량의 실내 후사경 뒤에 간단히 비치할 수 있도록 하는 클립 및 차량의 전면유리부분에 부착한 투명비닐이 봉투형태로 된 신용카드 비치 대를 제작하고 톨케이드에는 10~20m의 인식거리를 가지는 질문기를 각 차로의 약4.5m높이에 설치하여 모든 차량에 대한 인식이 가능하도록 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a clip and a front windshield portion of a vehicle to easily hold a long-range RFID built-in credit card behind a stand or an interior rearview mirror of a vehicle. The transparent vinyl attached is made of credit card beach bag in the form of an envelope, and the tollcade is equipped with an interrogator having a recognition distance of 10 to 20m at about 4.5m height of each car, so that all vehicles can be recognized.
상기에서, 장거리 인식이 가능한 태그(Transponder : 트랜스폰더)를 내장한 신용카드를 이용하여 질문기(Reader)에서 비이컨(Beacon)을 송출하고, 영역 내에있는 본 발명에서의 트랜스폰더는 수신된 비이컨의 고주파를 직류전원으로 변환하여 로직 및 메모리반도체를 동작시켜 백스케트에 고유정보를 변조하고 전송하므로서 인식하는 패시브 트랜스폰더(Passive transponder)시스템과 트랜스폰드 태그에 별도의 전원을 사용하여 반도체의 동작전원으로 사용하는 세미 패시브 형태 및 액티브 형태 등을 제공한다.In the above, a beacon is sent from a reader using a credit card having a tag capable of long-distance recognition, and the transponder of the present invention in the area is received. Passive transponder system that recognizes by converting high frequency of control to DC power and operating unique logic and memory semiconductor by modulating and transmitting unique information to backscatter and using separate power for transpond tag Provides semi-passive and active forms for use as an operating power source.
도 1a는 종래의 스마트카드와 차량탑재기로 구성된 자동요금 징수 시스템을 개략적으로 도시한 블록도Figure 1a is a block diagram schematically showing an automatic toll collection system consisting of a conventional smart card and vehicle on board
도 1b는 도1a의 스마트카드와 차량 탑재기를 개략적으로 도시한 구조도FIG. 1B is a structural diagram schematically showing the smart card and the onboard vehicle of FIG. 1A
도 2a는 종래의 근접거리 RFID 카드 시스템의 운용개요를 개략적으로 도시한구성도Figure 2a is a schematic diagram showing the operation of the conventional near-field RFID card system
도 2b는 종래의 근접거리 RFID 카드 시스템을 이용한 자동요금 징수 시스템을 도시한 구성도Figure 2b is a block diagram showing an automatic toll collection system using a conventional close range RFID card system
도 3은 본 발명의 장거리 인식 RFID 내장형 신용카드를 이용한 자동차 통행료 자동징수 시스템을 개략적으로 도시한 블록도3 is a block diagram schematically showing a system for automatic toll collection using a long-range RFID embedded credit card according to the present invention.
도 4a 내지 도 4b는 본발명에 따른 장거리 RFID 내장형 신용카드의 차량비치 방법을 도시한 구조도4a to 4b is a structural diagram showing a vehicle beach method of a long-range RFID embedded credit card according to the present invention
도 5a는 본 발명의 무선주차 신호의 방향 및 인식영역을 표시한 구조물 구성 평면도Figure 5a is a plan view showing the structure of the direction and recognition area of the wireless parking signal of the present invention
도 5b는 도 5a의 무선주차 신호흐름의 방향을 단면적으로 도시한 구성도5B is a cross-sectional view illustrating the direction of the wireless parking signal flow in FIG. 5A.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
30 : RFID 내장형 신용카드 40 : 질문기30: RFID embedded credit card 40: interrogator
41 : 인식처리컴퓨터 42 : 징수관리컴퓨터41: recognition processing computer 42: collection management computer
43 : 중앙처리컴퓨터 44 : 차량검출 및 차종분류장치43: central processing computer 44: vehicle detection and vehicle classification system
45 : 차량 번호촬영장치 46 : 금융정보 전산망45: vehicle number photographing device 46: financial information computer network
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.
도 3은 장거리 RFID 내장형 신용카드(30 : 이하 RFID 신용카드)를 이용한 자동차통행료 자동징수 시스템의 계통도를 나타낸 것으로, 유료도로 통행료 자동요금 징수 시스템에 있어서, 종래의 무선통신부분을 담당하는 어떠한 종류의 차량 탑재기도 사용하지 않고 주행 중인 차량에 비치된 장거리인식 RFID 신용카드(30)를 직접 인식할 수 있는 질문기(40)와, 차량검출 및 차종분류장치(44 : Detector)와, 무단통과 차량에 대한 차량번호촬영장치(45 :Video System), 톨게이트를 통과하는 차량에 대한 장거리인식 RFID 신용카드(30)를 인식하는 인식처리컴퓨터(41 : Identification & Control)로 구성하고, 상기 인식처리컴퓨터(41)에 의한 데이터를 공지된 징수관리컴퓨터(42 : Management Computer), 중앙처리컴퓨터(43 : Central Computer), 금융정보전산망(46 : VAN)으로 전송하게 구성한다.3 is a schematic diagram of an automatic toll automatic toll collection system using a long-term RFID built-in credit card (hereinafter, referred to as an RFID credit card). The interrogator 40 can directly recognize the long-range recognition RFID credit card 30 provided in the driving vehicle without using the onboard vehicle, a vehicle detection and vehicle classifier (44: Detector), and an unauthorized vehicle. And a recognition processing computer (41: Identification & Control) for recognizing a long distance identification RFID credit card 30 for a vehicle passing through the toll gate. ) Is transmitted to a known collection management computer (42), a central processing computer (43), and a financial information network (46: VAN).
상기, RFID 신용카드(30)를 요금지불의사 표시로 차량 내에 설치함에 있어서는 RFID 신용카드(30)를 카드 홀드형 스탠드(32)에 끼워 차량의 대쉬 보드위에 설치하거나(도 4b참조), 도 4a와 같이 PVC재질의 카드 클립(31)을 룸미러 뒤에 설치하거나, 또는 도 4c와 같이 투명재질비닐을 이용한 카드포켓(33)에 삽입하여 사용할 수 있게 한다.In the installation of the RFID credit card 30 in the vehicle with the intention to pay the fee, the RFID credit card 30 is installed on the dashboard of the vehicle by inserting the RFID credit card 30 into the card-hold stand 32 (see FIG. 4B) or FIG. 4A. As shown in FIG. 4C, the card clip 31 of PVC material is installed behind the rearview mirror, or inserted into the card pocket 33 using transparent vinyl as shown in FIG. 4C.
그리고, 상기 장거리 인식용 RFID 질문기(40)는 차로의 중앙상부 약4.5m 높이로 하고, 차량번호촬영장치(45)의 차량번호 촬영용 카메라(45a)는 같은 높이의 약20m 후방에, 교행 차로에 대하여는 서로 반대방향의 비이컨 지향특성을 갖게 하여 시스템의 상호간섭을 최소가 되게 구성한다.And, the long-range recognition RFID interrogator 40 is about 4.5m high in the center of the road, and the vehicle number photographing camera 45a of the vehicle number photographing device 45 is about 20m behind the same height, the intersection lane With respect to, it has the beacon directing characteristics in opposite directions to minimize the mutual interference of the system.
이와같은 구성의 본 발명은 질문기(40)에서 질문정보와 함께 비이컨을 송신하고, 비이컨 영역에 장거리내장형 RFID 신용카드(30)를 비치한 차량이 진입하면 RFID 신용카드(30)는 비이컨의 전력으로 기동되어 카드의 고유번호 및 정보를 암호화하여 응신하고, 질문기(40)는 전송된 카드의 고유번호 및 정보를 읽어들여 인식처리 컴퓨터(41)로 전달한다. 인식처리컴퓨터(41)는 진입차량의 검출 및 차종분류장치(44)로부터 차종정보를 전달받아 해당차량의 요금을 산정하고 인식된 신용카드의 정보를 징수관리컴퓨터(42) 및 중앙처리컴퓨터(43)를 경유하여 신용 카드사에 사용승인요청을 하게 된다.According to the present invention, the beacon transmits the beacon with the question information in the interrogator 40, and the RFID credit card 30 becomes the beacon when the vehicle having the long-distance built-in RFID credit card 30 enters the beacon area. It is activated by the power of the controller and encrypts and responds by encrypting the unique number and information of the card, and the interrogator 40 reads the unique number and information of the transmitted card and transmits it to the recognition processing computer 41. The recognition processing computer 41 receives vehicle type information from the vehicle type classification device 44 and detects the entry vehicle, calculates the fee of the vehicle and collects the recognized credit card information. The management computer 42 and the central processing computer 43 ), You will be asked to approve the credit card company.
이때, 사용불능카드에 대해서는 곧바로 경광등이나 기타출력장치로 사용자에게 사용불가를 표시하며, 또한 RFID 신용카드(30)가 인식되지 않는 상태에서 차량검출장치로(44)부터 검출을 인지하면 사용불가표시는 물론 차량번호 데이터를 받아 무단통과차량으로 처리한다.At this time, the unusable card is immediately displayed as unusable to the user by a warning light or other output device. Also, when the RFID credit card 30 is not recognized by the vehicle detecting device 44, the unusable card is displayed as unavailable. Of course, the vehicle number data is received and treated as an unauthorized vehicle.
징수관리 컴퓨터(42)는 인식처리 컴퓨터(41)로부터 각 차로별 과금 처리 할해당정보들을 수집하여 관리하고 중앙처리 컴퓨터(43)와 연결되어 카드사용승인 요청 및 사용불가카드의 데이터베이스를 검색하여 전송하며 중앙처리컴퓨터(43)는 과금청구정보 및 카드사에 대한 요금청구 정보를 관리하며 금융정보 전산망(46)을 통하여 카드사와 접속된다.The collection management computer 42 collects and manages the charge processing allocation information for each lane from the recognition processing computer 41 and is connected to the central processing computer 43 to search for and transmit a database of a card use approval request and a card that cannot be used. The central processing computer 43 manages billing information and billing information for the card company, and is connected to the card company through the financial information computer network 46.
장거리 RFID내장형 신용카드(30)의 효율적인 인식처리를 위하여 차량의 전면에서 용이하게 식별될 수 있도록 도 4a와 같이 룸미러 뒤쪽에 PVC재질의 카드 클립(31) 또는 도 4b와 같이 차량의 대쉬 보드 위에 카드 홀드형 스탠드(32)를 만들어 세우거나 도 4c와 같은 투명재질비닐을 이용한 카드포켓(33)을 만들어 차량전면 유리의 적당한 장소에 취부 하고, RFID 신용카드(30)를 쉽게 비치할 수 있도록 할 뿐 아니라 요금지불에 대한 의사표시로서 인식될 수 있도록 한다.The card clip 31 made of PVC material behind the room mirror as shown in FIG. 4A or on the dash board of the vehicle as shown in FIG. To make a card hold stand 32 or to make a card pocket 33 using a transparent vinyl as shown in Figure 4c to be mounted in a suitable place on the front glass of the vehicle, so that the RFID credit card 30 can be easily provided. In addition, it can be recognized as a statement of intention to pay the fee.
주행하는 차량에 비치되어 있는 RFID신용카드(30)의 인식을 위한 질문기(40) 및 차량번호 촬영용 카메라(45a)는 도 5a와 같은 구성으로 설치하며, 양 차로에 설치된 질문기의 인식영역(48)은 서로 엇갈리는 방향으로 설치한다. 질문기(40)는 도 5b와 같이 차로 상의 중앙에 승용차는 물론 대형차량까지 통행이 가능한 높이에 설치하도록 하여 효율적인 시스템이 되도록 한다.The interrogator 40 and the vehicle number photographing camera 45a for recognizing the RFID credit card 30 provided in the traveling vehicle are installed in the configuration as shown in FIG. 5A, and the recognition area of the interrogator installed in both lanes ( 48) are installed in a staggered direction. The interrogator 40 is installed in the center of the lane as shown in FIG. 5B to allow a passenger car as well as a large vehicle to be installed at a height that allows traffic to be an efficient system.
이와 같은 본 발명의 다른 실시로서, 차량에 비치된 장거리인식 RFID신용카드(30)를 직접 인식처리 할 수 있는 장거리인식용 RFID 질문기(40)와 징수관리 컴퓨터(42)로 구성하여 주차요금 자동징수 시스템 및 주유 요금자동 결재 시스템에도 적용 가능하게 할 수 있으며, 이는 본 발명의 취지를 벗어나는 것은 아니다.As another embodiment of the present invention, the parking fee is automatically configured by a long distance recognition RFID interrogator 40 and a collection management computer 42 capable of directly recognizing the long distance recognition RFID credit card 30 provided in the vehicle. It can be applied to the collection system and the fuel billing automatic payment system, which does not depart from the spirit of the present invention.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 장거리인식용 패시브 트랜스폰더(RFID) 기능을 실장한 신용카드를 이용하여 유료도로의 통행요금을 징수하기 위한 것으로, 기존의 수동징수나 기계징수 시스템보다 약4배 정도의 원활한 소통을 가능하게 할 수 있으며 기존의 선진국에서 도입되어 활용되고 있는 차량 탑재기를 이용한 방식과 소통속도는 동일하나 경제적인 측면에서 각 차량에 설치해야하는 카드가격의 약20배에 달하는 고가의 차량 탑재기를 필요로 하지 않으며, 보급 확산적인 측면에 있어서 사용자가 구매해야하는 차량 탑재기를 구매하지 않아도 되고, 장거리인식용 신용카드는 카드사에서 기존카드와 교체 보급이 가능하므로 전자요금징수 시스템의 신속한 보급 확산이 가능하다. 이는 기존 수동요금징수 시스템의 안전, 매연 등 열악한 환경 하에서 한개의 차로 당 약 3.5명의 인력투입을 필요로 하는 막대한 운영비를 절감할수 있을 뿐 아니라 신속한 확산보급으로 톨게이트에서의 정체환경개선은 물론 기회손실비용의 절감,정차 중 소비시키는 막대한 물류 및 유류비의 절감을 기대할 수 있으며 주유소의 자동인식결제시스템, 주차장관리 및 요금징수 시스템 등 다양한 분야에 적용될 수 있도록 하는 기술로 본 발명의 의도 및 범위를 벗어나지 아니하는 범위에서 도시되고 설명된 구조에서는 다양한 수정이 이루어질 수 있다.As described above, the present invention is to collect tolls on toll roads using a credit card equipped with a long-range passive transponder (RFID) function, which is about 4 times higher than the conventional manual or mechanical collection system. The communication speed is the same as that of the vehicle mounter that has been introduced and used in the developed countries, but the speed of communication is about 20 times higher than the card price that should be installed in each vehicle. It does not require a vehicle payloader, and does not require the purchase of a vehicle payload that a user needs to purchase in terms of spread, and the long-term recognition credit card can be replaced with an existing card by a credit card company. This is possible. This not only saves enormous operating costs, requiring about 3.5 manpower per vehicle in harsh environments, such as the safety and smoke of the existing manual toll collection system, but also improves the congestion environment at toll gates as well as opportunity loss costs through rapid spread. It can be expected to reduce the enormous logistics and fuel costs that are consumed during the stop, stop, and can be applied to various fields, such as automatic recognition and payment system of the gas station, parking lot management and toll collection system without departing from the intention and scope of the present invention. Various modifications may be made in the structure shown and described in the scope.
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