JP5297385B2 - センサ装置、センサネットワークシステム、及びセンサ装置制御方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、センサネットワークシステム300はセンサネットワーク100A、100Bとアクセスネットワーク200とを含む。前記センサネットワーク100A、100Bは複数のセンサノード100を含み、各センサノード100は該当セル領域のタグ115から情報を収集する。前記アクセスネットワーク200は複数のゲートウェイモジュール202及びサーバ210を含み、前記ゲートウェイモジュール202はバックボーンネットワークとしてインターネットに接続でき、センサノード100から収集した情報をサーバ210へ伝達し、サーバ210から制御データをセンサネットワーク100A、100Bへ伝達する。前記サーバ210はセンサノード100をモニタリングして管理及び制御する。
図2に示すように、センサネットワーク100Aには複数のセンサノード101〜10N、タグ(Tag、又はtransponder)115及びルータ180を含み、各センサノード101〜10Nはリーダ(reader、又はInterrogator)110と近距離無線通信モジュール150とからなる。ここで、リーダ110とタグ115はRFIDシステムと定義され、前記リーダ110はタグ115に情報要求信号を伝送し(S1)、タグ115から実体詳細情報を受信(S2)することで、タグ115のデータを収集できる。
図3に示すように、サーバ210は複数のセンサネットワーク100A〜100Nを管理し、ノード情報としてノードIDと干渉チャネル、及びタグ情報を収集する。前記サーバ210はチャネル干渉が発生したネットワーク100A〜100Nのチャネルから前記干渉チャネルを除いたチャネルを周波数カウントしてチャネル割当をやり直す。このような方式で、センサネットワーク100A〜100Nのリーダ110のチャネル割当を行う。
図4に示すように、センサノード100はリーダ110、近距離無線通信モジュール150及び信号分離器170及びアンテナ171を含む。前記センサノード100はリーダ110、近距離無線通信モジュール150及び信号分離器170が単一チップの形態に具現されることができる。
図5に示すように、リーダ110はRF処理器120、干渉チャネル検出器130及びリーダ制御器140を含む。前記RF処理器120はRF通信を担当する部分であって、トランシーバ121、変調器122、復調器123及びベースバンド部124を含み、リーダ制御器140の制御を受ける。
図8に示すように、時点T1,...,TNはセンサネットワーク内のリーダの開始時間を示し、区間T11,...,TN1は各リーダのチャネル占有時間を示す。
図9に示すように、チャネル区間D1は干渉の起きた周波数(Interference Frequency)チャネルを意味し、チャネル区間D2はホッピングした後、タグ情報を処理する区間である。第1近距離無線通信モジュールはチャネル2で干渉が発生した場合、チャネル5で周波数ホッピング(fc)して第1リーダに伝達し、第2近距離無線通信モジュールはチャネル2で干渉が発生した場合、チャネル3を基準にチャネル6で周波数ホッピング(fc)して第2リーダに伝達し、第3近距離無線通信モジュールはチャネル2に干渉が発生した場合、チャネル4を基準にチャネル7に周波数ホッピング(fc)して第3リーダに伝達する。このような周波数ホッピング動作は干渉チャネルを除いたチャネルのうち、互いに異なるチャネルにホッピングされる。
図13に示すように、センサノードはタグに情報要求信号を送信しタグ情報を受信する(S101)。この時、センサノードのリーダは干渉チャネルがあるか否かを確認した後(S103)、干渉チャネルがある場合、近距離無線通信モジュールに伝達する。前記近距離無線通信モジュールは干渉チャネルを除いたチャネルのうちから使用するチャネルを選択し(S105)、そのチャネルをリーダに伝達してタグと情報を交換する。また、前記干渉チャネルと使用チャネル、そしてタグ情報は、他の近距離無線通信モジュールに伝達され、センサネットワーク内で共有することになる(S107)。これによりセンサネットワーク内のセンサノードは干渉チャネルを除いたチャネルと他のノードが使用しないチャネルのうちからチャネルを選択できる。
図14に示すように、サーバでセンサネットワーク内のノードからタグ情報と干渉チャネル情報を収集する(S111)。そして、各センサノードに干渉チャネルを除いたチャネル割当データを伝送することで(S113)、各センサノードは割り当てられたチャネルでタグと通信を遂行する(S115)。このようなネットワーク型チャネル割当方法は、センサネットワークの構造が複数である場合、サーバから一括的に干渉チャネルを集めて、干渉チャネルを除いたチャネルのうちからチャネルをそれぞれ割り当てる。
また、タグの認識率の向上によってRFID技術の信頼性を改善させることができる。
さらに、隣接するリーダとの干渉現象を排除することができ、リーダ配置の自由度を確保することができる。
また、周辺環境や施設に拘束されず、RFIDシステムを効果的に構築できる。
さらに、ネットワーク内のリーダを制御するための複雑な統制システムを別途具備しなくても良い効果がある。
また、センサネットワーク内のリーダの初期状態及び現状をリアルタイムでモニタリングすることで効果的に管理できる。
Claims (16)
- タグ情報を要求して干渉チャネルを検出するリーダと、
前記干渉チャネルの情報を近距離無線通信で送信又は受信して共有する近距離無線通信モジュールと、を含み、
前記近距離無線通信モジュールは、前記干渉チャネルと他のリーダによって使用されているチャネルとを除く利用可能なチャネルを、前記リーダに再割当する、センサ装置。 - 前記リーダと近距離無線通信モジュールとは有線インタフェースで連結される請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記近距離無線通信モジュールは、ジグビーモジュール、無線LAN又はWiFi、超広帯域無線(UWB)モジュール、ブルートゥースモジュール、ワイマックス(WiMax)モジュール、ワイブロ(WiBro)モジュール及び専用狭域通信(DSRC)モジュールのうち少なくとも一つを含む請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記リーダは、タグから受信した信号の強さを感知して干渉チャネルを検出する干渉チャネル検出器を含む請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記リーダは、タグと通信を遂行するRF処理器と、アンテナに受信された信号の強さを感知して干渉チャネルを検出する干渉チャネル検出器と、前記近距離無線通信モジュールと連結され、前記検出された干渉チャネル情報を前記近距離無線通信モジュールに伝達して使用するチャネルを受信するリーダ制御器と、を含む請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記リーダと近距離無線通信モジュールとを共にアンテナに接続する信号分離器を含む請求項1に記載のセンサ装置。
- タグ情報を要求して干渉チャネルを検出するリーダと、
前記干渉チャネルの情報を近距離無線通信で互いに共有し、前記干渉チャネルと他のリーダによって使用されているチャネルとを除く利用可能なチャネルを、前記リーダに再割当する近距離無線通信モジュールと、を含むセンサ装置。 - 前記リーダは、タグと通信を遂行するRF処理器と、アンテナに受信された信号の強さを感知して干渉チャネルを検出する干渉チャネル検出器と、前記近距離無線通信モジュールと連結され、前記検出された干渉チャネル情報を前記近距離無線通信モジュールに伝達して使用するチャネルを受信するリーダ制御器と、を含む請求項7に記載のセンサ装置。
- 前記干渉チャネル検出器は、受信する信号をカップリングさせて検出する信号結合器と、前記カップリングされた信号を中間周波数信号に変換する信号変換器と、前記変換された中間周波数信号から干渉されたチャネルを検出するフィルタと、を含む請求項8に記載のセンサ装置。
- 前記リーダ制御器は、近距離無線通信モジュールにタグ情報と干渉チャネル情報を伝達し、再割当されたチャネルを受信してRF処理器を制御する請求項8に記載のセンサ装置。
- 前記リーダはUHF帯域で通信し、
前記近距離無線通信モジュールは2.45GHz帯域で通信する請求項7に記載のセンサ装置。 - 前記リーダ制御器は、時間−周波数ホッピングスペクトラム拡散(T−FHSS)時間同期方式を利用したチャネルコーディング方式により前記周波数ホッピングと関連した情報を処理する請求項8に記載のセンサ装置。
- 前記近距離無線通信モジュールはジグビーモジュールを含み、
前記ジグビーモジュールはリデュースドファンクションデバイス(RFD)モジュール、フルファンクションデバイス(FFD)モジュールのうち少なくとも一つで動作する請求項7に記載のセンサ装置。 - センサのリーダから干渉チャネルを検出するステップと、
前記干渉チャネルが検出された場合、隣接するセンサと前記干渉チャネル情報を共有するステップと、
前記干渉チャネルと他のリーダによって使用されているチャネルとを除いたチャネルのうちから使用するチャネルを前記リーダに再割当するステップと、を含むセンサ装置制御方法。 - 前記干渉チャネルの情報の共有は、近距離無線通信モジュールによってなされる請求項14に記載のセンサ装置制御方法。
- 前記再割当されたチャネルの情報は近距離無線通信モジュールでカウントされるか、サーバから受信される請求項14に記載のセンサ装置制御方法。
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