KR100567963B1 - Method for providing high-speed access of tag identification by using partial response framed slotted aloha algorithm in rfid system - Google Patents

Method for providing high-speed access of tag identification by using partial response framed slotted aloha algorithm in rfid system Download PDF

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KR100567963B1
KR100567963B1 KR1020040084048A KR20040084048A KR100567963B1 KR 100567963 B1 KR100567963 B1 KR 100567963B1 KR 1020040084048 A KR1020040084048 A KR 1020040084048A KR 20040084048 A KR20040084048 A KR 20040084048A KR 100567963 B1 KR100567963 B1 KR 100567963B1
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이수련
이채우
주성돈
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아주대학교산학협력단
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    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10019Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers.

Abstract

본 발명은 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA in RFID systems.
본 발명은, RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법에 있어서, (a) RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 RFID 태그들의 응답을 받아 태그 수를 추정하여 인식되지 않은 미인식 태그 수( The present invention provides a method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA technology in the RFID system, (a) receives a response of the RFID tag on the serial number request message to the RFID reader are not recognized by estimating the number of tags unrecognized tag can not (
Figure 112004047771712-pat00001
)를 구하고, 상기 미인식 태그 수( ) The number of unrecognized tag, get the (
Figure 112004047771712-pat00002
)와 일정 태그 수( ) And a certain number of tags (
Figure 112004047771712-pat00003
)를 비교하는 단계; Step of) comparing; (b) 상기 미인식 태그 수( (B) the number of unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00004
)가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
Figure 112004047771712-pat00005
)보다 크면, 분할 그룹수를 결정하고 상기 RFID 리더에 응답하는 태그 수를 제한하여 상기 RFID 리더에 응답할 수 있는 RFID 태그들을 선택하는 단계; ) Is greater than the step of determining the number of divided group, and select the RFID tag to respond to the RFID reader, to limit the number of tags to respond to the RFID reader; (c) 상기 (b) 단계에서 선택한 RFID 태그들로부터 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 응답을 받아 태그 수를 추정하여 상기 미인식 태그 수( (C) the number of unrecognized tag to estimate the number from the RFID tag selected in step (b), the tag receives the response to the serial number request message to the RFID reader (
Figure 112004047771712-pat00006
)를 구하는 단계; ) The step of obtaining; (d) 상기 미인식 태그 수( (D) the number of unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00007
)와 상기 일정 태그 수( ) And the number of predetermined tags (
Figure 112004047771712-pat00008
)를 비교하여 상기 미인식 태그 수( ) The number of the non-recognition tag compared (
Figure 112004047771712-pat00009
)가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
Figure 112004047771712-pat00010
)보다 작아질 때까지 상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계를 반복해서 수행하는 단계; ) Until the step of less than repeatedly executing the step (b) and step (c); (e) 상기 미인식 태그 수( (E) the number of unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00011
)가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
Figure 112004047771712-pat00012
)보다 작으면, 최적 프레임 크기를 결정하여 프레임의 크기를 조정하고, 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 RFID 태그들의 응답을 받아 태그 수를 추정하여 상기 미인식 태그 수( ) Is smaller than, the number of the non-recognition tag by determining an optimal frame size by adjusting the size of the frame and receives a response from the RFID tag on the serial number request message from the RFID reader, an estimated number of tags (
Figure 112004047771712-pat00013
)를 구하는 단계; ) The step of obtaining; 및 (f) 상기 미인식 태그 수( And (f) be the unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00014
)가 0이 될 때까지 상기 (e) 단계를 반복해서 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법을 제공한다. ) In the RFID system, comprising the steps of: repeatedly executing the step (e) by using a split response frame ALOHA technology provides a way to recognize the tags at high speed until it reaches zero.
본 발명에 의하면, 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 RFID 리더에서 RFID 태그를 인식하는 효율을 향상시켜 고속 태그 인식을 할 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, by using a split response frame ALOHA improve the efficiency for recognizing the RFID tag from the RFID reader to the effect that can execute a high-speed RFID reader.
RFID, 프레임 알로하, 분할 응답 프레임 알로하, 태그 수 추정, 태그 인식 RFID, frame, aloha, aloha split response frame, the estimated number, tag identification tag

Description

전자식별(RFID) 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법{Method for Providing High-Speed Access of Tag Identification by Using Partial Response Framed Slotted ALOHA Algorithm in RFID System} In the electronic identification (RFID) system, how to recognize the tags at high speed by using a split response frame ALOHA {Method for Providing High-Speed ​​Access of Tag Identification by Using Partial Response Framed Slotted ALOHA Algorithm in RFID System}

도 1은 기본 프레임 알로하 방식의 동작 과정을 나타낸 도면, 1 is a view showing an operation of the base frame ALOHA,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법을 나타낸 순서도, Figure 2 is a flow chart illustrating a method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA in an RFID system according to an embodiment of the present invention,

도 3은 프레임의 크기 N이 256 슬롯인 경우에 태그 수의 변화에 따른 RFID 시스템의 효율을 나타낸 그래프, Figure 3 is a graph showing the efficiency of the RFID system in accordance with the change in the number of tags in the case of a frame size N in a slot 256,

도 4는 분할 그룹수를 이용하는 경우에 분할 그룹수의 변화에 따른 RFID 시스템의 효율을 나타낸 그래프, Figure 4 shows the efficiency of the RFID system in accordance with the change in the number of divided groups in the case of using the number of divided groups graph,

도 5는 프레임 크기의 변화에 따른 RFID 시스템의 효율을 나타낸 그래프, Figure 5 is a graph showing the efficiency of the RFID system in accordance with the change of frame size,

도 6은 태그 수가 1000 개까지 증가한 경우의 태그 인식에 사용되는 총 슬롯 수를 나타낸 그래프, Figure 6 is a graph showing the total number of slots which the number of tags used in the RFID reader of the case, up to 1000,

도 7은 태그 수가 200 개 미만의 경우의 태그 인식에 사용되는 총 슬롯 수를 나타낸 그래프이다. 7 is a graph showing the total number of slots used for tag identification in the case of the tag number of less than 200.

본 발명은 전자식별(RFID) 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA technology in electronic identification (RFID) system. 더욱 상세하게는, 태그 수를 추정하여 추정된 태그 수에 따라 시스템 효율이 높게 유지될 수 있도록, 태그 수가 많은 경우에는 응답하는 태그 수를 제한하고 태그 수가 적은 경우에는 프레임의 크기를 조절하는 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 RFID 시스템에서 고속으로 태그를 인식할 수 있는 방법에 관한 것이다. More specifically, the divided response to be maintained, the system efficiency higher, depending on the number of tags estimated to estimate the number of tag, if the tag number is large, limiting the number of a tag response, and has to adjust the size of the frame if the tag small number of using a frame ALOHA relates to a method that can recognize the tags at high speed RFID system.

정보 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 장소나 시간에 구애받지 않고 자연스럽고 편리하게 정보 통신 기기들을 실생활에 적용할 수 있는 소위 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경을 조성하고자 하는 노력들이 이루어지고 있다. Commitment to information and communication technology breakthrough, regardless of location or time, depending on developments that may want to create a natural and convenient application of information and communication equipment in real life, the so-called ubiquitous (Ubiquitous) environments are being made. 이러한 유비쿼터스 환경을 조성하기 위해서는, 정보 통신 기기 간에 원격에서 효과적으로 서로를 감지 및 인식할 수 있는 무선 인식 기술이 필수적이며, 대표적인 무선 인식 기술로서 전자식별(RFID : Radio Frequency Identification, 이하 'RFID'라 함) 기술이 주목받고 있다. In order to create such a ubiquitous environment, information is essential RF ID technology between the communication device that can effectively detect and recognize each other on the remote, electronic identification as a representative wireless identification technology (RFID: Radio Frequency Identification, hereinafter referred to as 'RFID' ) it has received technical attention.

RFID는 바코드(Barcode), 마그네틱 센서, IC-CARD 등과 같은 자동 인식의 한 분야로서 초단파나 장파를 이용하여 마이크로칩에 저장된 데이터를 무선으로 인식하는 최첨단 기술을 말한다. The RFID barcode (Barcode), as a field of automatic identification, such as magnetic sensors, IC-CARD refers to a state-of-the-art technology for recognizing the data stored in a microchip by using a very high frequency and long-wave wireless. RFID는 물류, 유통 분야 및 금융 서비스 등에서 현재 사용 중인 바코드를 대체할 기술로 인식될 정도로 산업계에서 사용이 늘고 있다. RFID is increasingly used in the industry, so to be recognized as a technology that will replace the bar codes currently in use in logistics, distribution and financial services sectors. 또한, RFID는 마이크로칩에 저장된 데이터를 얻기 위해 마이크로칩에 판독기를 직 접 접촉하거나 가시 거리에서 판독기를 가지고 스캐닝하는 별도의 과정이 필요없으며, 대용량의 데이터를 전송할 수 있다는 장점을 가지고 있다. In addition, RFID is not contacted with the reader directly on the microchip or the need for a separate process of scanning with the reader in the visual range, with the advantage that it can transmit large amounts of data to obtain the data stored in the microchip.

그러나, RFID 기술은 인식한 데이터의 신뢰성 보장, RFID 기술에 대한 표준화 지연 등의 문제점을 가지고 있으며, 특히 현재의 RFID 기술이 해결해야 할 문제로서 RFID 태그(Tag) 간의 충돌로 인해 태그 인식의 효율이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. However, RFID technology has the problem of standardization delay for the reliable guarantee, RFID technology of recognition data, and in particular because of a problem to be solved by the current RFID technology in a conflict between the RFID tag (Tag) tag identification efficiency It has lowered.

현재 대부분의 RFID 시스템은 수동 태그(Passive Tag)를 사용하며, RFID 리더(Reader)가 RFID 태그를 인식하여 RFID 태그에 저장된 정보를 판독하게 된다. Using the most current RFID system is a passive tag (Passive Tag) and, RFID reader (Reader) recognizes the RFID tag is read by the information stored on the RFID tag. RFID 태그를 인식한 RFID 리더는 고유 번호(Serial Number)의 전송을 요청하게 되며, 전송 요청을 받은 하나 이상의 RFID 태그들은 자신의 고유 번호를 RFID 리더로 전송하여 하나의 RFID 리더에 다수의 RFID 태그가 응답하는 다중 접속(Multiple Access)이 발생하게 된다. RFID reader recognizes the RFID tag is to request the transfer of the serial number (Serial Number), at least one RFID tag receives the transmission request are a large number of RFID tags on a single RFID reader by transmitting its own unique number to the RFID reader the response to multiple access (multiple access) is generated. 다수의 RFID 태그에 의한 다중 접속이 발생하면 RFID 태그에서 전송한 고유 번호의 충돌이 발생하여 RFID 태그 인식의 효율이 떨어지는 것이므로, 이러한 충돌을 방지하는 RFID 태그 충돌 방지 기술이 필요하게 된다. Because if the multiple access by a plurality of RFID tags generated by the collision of the identification number transmitted from the RFID tags, poor efficiency of the RFID tag identification, the RFID tag anti-collision technique for preventing such a collision is required.

RFID 태그 충돌 방지 기술은 결정론적인(Deterministic) 방식과 확률적인(Stochastic) 방식으로 나누어지는데, 확률적인 방법의 일종인 프레임 알로하 충돌 방지 방법(FSA : Framed Slotted ALOHA Anti-Collision Algorithm)을 많이 사용하고 있다. And use a lot: (Framed Slotted ALOHA Anti-Collision Algorithm FSA) RFID tag anti-collision technology is deterministic (Deterministic) method and stochastic (Stochastic) divided in such a way, how to prevent the frame Aloha crash a kind of probabilistic methods .

여기서, 프레임 알로하는 슬롯(Slot) 알로하 방식의 일종으로서 하나의 채널(Channel)을 공유하는 여러 무선 통신 기기들이 전송할 데이터가 있을 때, 하나의 무선 통신 기기가 채널을 사용하는 일정한 시간 간격인 타임 슬롯(Time Slot)으로 구성된 프레임 단위로 데이터 통신을 수행하는 채널 다중 접속 기술이다. Here, the frame Aloha slot (Slot) as are a number of wireless communication devices that share a single channel (Channel) transmitted there is data as a kind of ALOHA, a constant used for a single wireless communication device channel time interval of the time slot a channel multiple access techniques for performing data communication in units of frames consisting of (Time Slot). 프레임 알로하는 구현이 비교적 간단하기 때문에 무선 통신에서 널리 쓰이고 있는 통신 방식이며 RFID 시스템에도 응용되어 사용되고 있다. Frame Aloha is a relatively simple implementation because it is widely used in communication system used in a wireless communication is applicable to RFID systems.

RFID 시스템에 프레임 알로하를 적용하면, RFID 리더의 전송 명령에 대하여 RFID 태그가 응답하는 시간을 고정된 크기의 슬롯으로 나누고 다수의 RFID 태그들이 각자 선택한 슬롯에서 자신의 고유 번호를 전송하게 되며, 여러 개의 슬롯을 하나의 프레임으로 구성하여 태그 인식 과정을 수행한다. If you apply a frame ALOHA in RFID systems, with respect to the transfer command of the RFID reader divided into slots of a fixed amount of time that the RFID tag response size to a large number of RFID tags will transmit its unique number in each of the selected slot, several configuring slots in one frame and performs the tag identification process.

도 1은 기본 프레임 알로하 방식(BFSA : Basic Framed Slotted ALOHA Algorithm)의 동작 과정을 나타낸 도면이다. 1 is a basic frame ALOHA: a view showing an operation of the (BFSA Basic Framed Slotted ALOHA Algorithm).

기본 프레임 알로하 방식은 RFID 리더와 RFID 태그 사이의 통신에 사용되는 프레임의 크기가 고정되어 있다. Basic frame ALOHA technology is the size of a frame used for communication between the RFID reader and the RFID tag is fixed. 기본 프레임 알로하 방식에서는 RFID 리더에서 RFID 태그로 고유 번호 요청 메시지를 브로드캐스트(Broadcast)할 때, RFID 태그에 프레임의 크기와 슬롯 상태에 대한 정보를 제공한다. When the main frame Aloha broadcast (Broadcast) a request message ID number to the RFID tag in the RFID reader in the system, and provides information about the size and the slot status of the frame in the RFID tag. RFID 태그들은 고유 번호 요청 메시지와 함께 전송된 프레임의 크기와 슬롯 상태에 대한 정보를 이용하여 프레임 내에서 자신이 사용할 슬롯을 선택한다. RFID tags using information about the size and condition of the transmission slot frame with a unique number request message, select a slot for their own use in the frame. 여기서, RFID 태그에서 전송한 고유 번호가 충돌없이 RFID 리더로 전송된 경우에는 해당 태그가 인식된 것이므로 이후의 고유 번호 요청 메시지에 대하여는 해당 태그에서 응답하지 않도록 명령한다. Here, if the unique number transmitted from the RFID tag to the RFID reader transmits commands without conflict, so, because a tag is not recognized response from the tag with respect to the identification number of the request message later.

도 1에 도시된 프레임은 3 개의 슬롯으로 구성된 리드 사이클(Read Cycle)을 가지고 있으므로 프레임의 크기가 고정되어 있으며, RFID 리더는 5 개의 RFID 태그 로 고유 번호 요청 메시지를 전달한다. It is the frame size of the fixed frame, so has the read cycle (Read Cycle) consisting of three slots shown in Figure 1 and, RFID reader transmits the ID number request message to the five RFID tags.

첫번째 리드 사이클에서 태그 1과 태그 3은 1번 슬롯에서 자신의 고유 번호를 전송하고, 태그 2와 태그 5는 2번 슬롯에서 자신의 고유 번호를 전송하므로 태그의 충돌이 발생한다. Tag 1 and tag 3 in the first read cycle is transferred to its own number in slot 1, and the tag 2 and the tag 5 transmits its identification number in the second time slot occurs because the collision of the tag. 따라서, 태그 4만이 첫번째 리드 사이클에서 인식되었으므로 RFID 리더는 태그 4에게 이후의 고유 번호 요청 메시지에 응답하지 않도록 명령한다. Therefore, since only 4 tags recognized by the RFID reader first read cycle is a command not to respond to the unique number after the request message to the tag 4. 한편, 태그 1, 2, 3, 5는 태그의 충돌로 인해 첫번째 리드 사이클에서 인식되지 않았으므로 RFID의 두번째 고유 번호 요청 메시지에 대하여 두번째 리드 사이클에서 랜덤(Random)하게 슬롯을 선택하여 응답하게 된다. On the other hand, tags 1, 2, 3, and 5 is because it is not recognized by the first read cycle due to a collision of the tag response by selecting at random (Random) in the second read cycle with respect to the second serial number request message to the RFID slot. 두번째 리드 사이클에서는 태그 2와 태그 5는 1번 슬롯에서 충돌이 발생하며, 태그 1과 태그 3은 각각 2번 슬롯과 3번 슬롯에서 인식된다. In the second read cycle tag 2 and tag 5 is a collision occurs in time slot 1, tag 1 and tag 3 is recognized in each slot 2 and slot 3.

기본 프레임 알로하 방식은 전술한 방식으로 RFID 태그를 인식하게 되므로, 태그의 수가 많은 경우에 작은 크기의 프레임을 사용하면 리드 사이클이 여러 번 반복되더라도 태그 간의 충돌로 인해 태그 인식 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다. Since the basic frame ALOHA will recognize the RFID tags in the manner described above, using a small-sized frame if the number of tags a lot, even repeating the read cycle several times because of a conflict between the tag and the tag recognition efficiency significantly lowered . 또한, 태그의 수가 적은 경우에 큰 크기의 프레임을 사용하면 불필요한 슬롯의 낭비가 발생한다는 문제점이 있다. Also, if you use the large size of the frame when the number of tags have a small problem that has caused unnecessary waste of the slot.

따라서, 기본 프레임 알로하 방식의 문제점을 해결하기 위해 프레임의 크기를 변화시키는 동적 프레임 알로하 방식(DFSA : Dynamic Framed Slotted ALOHA Algorithm)과 태그 수 추정 프레임 알로하 방식(AFSA : Advanced Framed Slotted ALOHA Algorithm)이 제안되고 있다. Thus, the basic frame dynamic frame ALOHA changing the size of the frame in order to solve the problems of the ALOHA (DFSA: Dynamic Framed Slotted ALOHA Algorithm) and the estimated number of frames ALOHA tag (AFSA: Advanced Framed Slotted ALOHA Algorithm) is proposed have.

동적 프레임 알로하 방식은 그 구현 방법에 따라 많은 변형 알고리즘이 존재 하는데 그 중 하나는 충돌이 발생하는 슬롯 수가 프레임의 일정 비율 이상인 경우에는 프레임의 크기를 증가시키고, 프레임 내에서 일정 비율 이상 빈 슬롯이 발생한 경우에는 프레임의 크기를 줄이는 방식이다. Dynamic Frame Aloha method is one of those in a number of modified algorithms exist according to the implementation, if the number of slots that a crash occurs more than a certain percentage of the frame, and increasing the size of the frame, at least a certain percentage empty slot in the frame has occurred If there is a way to reduce the size of the frame. 태그 수 추정 프레임 알로하 방식은 RFID 리더의 인식 범위 내의 태그 수를 추정하여 최적의 프레임 크기를 결정하여 태그 인식 과정을 수행하는 방식으로, 리드 사이클을 수행한 후 얻어진 태그의 충돌 여부에 따른 슬롯의 상태를 이용하여 다음 리드 사이클에 사용될 프레임의 크기를 결정한다. Tags can estimate the frame ALOHA technology is state of the slot according to the collision state of the tag obtained after performing the determined optimal frame size to estimate the number of tags within the recognition range of the RFID reader in a way to perform a tag identification process, the read cycle using determines the frame size to be used for the next read cycle.

동적 프레임 알로하 방식과 태그 수 추정 프레임 알로하 방식은 프레임의 크기를 조절하여 기본 프레임 알로하 방식보다 태그 인식 효율을 향상시킬 수 있다. Dynamic frame ALOHA and ALOHA estimated frame number of the tags is by adjusting the size of the frame to improve the recognition efficiency of the tag than the base frame ALOHA. 그러나, RFID 리더에서 인식할 RFID 태그의 수가 많은 경우에는 동적 프레임 알로하 방식과 태그 수 추정 알로하 방식을 이용하여 프레임의 크기를 조정하더라도 태그의 충돌을 줄일 수 없기 때문에 태그의 고속 인식이 불가능하다는 문제점이 있다. However, if the number of RFID tags to be recognized by the RFID reader is large, even if you adjust the size of the frame by using a dynamic frame ALOHA and estimated ALOHA can tag because it can reduce the collision of the tag is a problem that can not be high-speed recognition of the tag have.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, RFID 태그 수를 추정하여 추정된 태그 수에 따라 시스템 효율이 높게 유지될 수 있도록, 태그 수가 일정 값보다 많은 경우에는 응답하는 태그 수를 제한하고 태그 수가 일정 값보다 적은 경우에는 프레임의 크기를 조절하는 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 RFID 시스템에서 고속으로 태그를 인식할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. To solve this problem, the present invention is to be maintained, the system efficiency higher, depending on the number of tags estimated by estimating the number of the RFID tag, if the number of tags is greater than the predetermined value, limits the number of tags to respond to the tag the number of a given value If less is used the split response frame ALOHA technology for adjusting the size of the frame is an object of the present invention to provide a method that can recognize the tag at a high speed in the RFID system.

본 발명의 목적에 의하면, RFID 리더에서 RFID 태그(Tag)를 인식하여 상기 RFID 태그에 저장된 정보를 판독하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식(Partial Response Framed Slotted ALOHA Algorithm)을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법에 있어서, (a) 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 RFID 태그들의 응답을 받아 태그 수를 추정하여 인식되지 않은 미인식 태그 수( According to the object of the present invention, the tag at a high speed by using a split response frame ALOHA (Partial Response Framed Slotted ALOHA Algorithm) in the RFID system to read the information stored in the RFID tag recognizes the RFID tag (Tag) from the RFID reader a method for recognition, (a) an unrecognized number of tags that are not recognized by receiving the response of the RFID tag for the identification number request message from the RFID reader, an estimated number of tags (

Figure 112004047771712-pat00015
)를 구하고, 상기 미인식 태그 수( ) The number of unrecognized tag, get the (
Figure 112004047771712-pat00016
)와 일정 태그 수( ) And a certain number of tags (
Figure 112004047771712-pat00017
)를 비교하는 단계; Step of) comparing; (b) 상기 미인식 태그 수( (B) the number of unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00018
)가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
Figure 112004047771712-pat00019
)보다 크면, 분할 그룹수를 결정하고 상기 RFID 리더에 응답하는 태그 수를 제한하여 상기 RFID 리더에 응답할 수 있는 RFID 태그들을 선택하는 단계; ) Is greater than the step of determining the number of divided group, and select the RFID tag to respond to the RFID reader, to limit the number of tags to respond to the RFID reader; (c) 상기 (b) 단계에서 선택한 RFID 태그들로부터 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 응답을 받아 태그 수를 추정하여 상기 미인식 태그 수( (C) the number of unrecognized tag to estimate the number from the RFID tag selected in step (b), the tag receives the response to the serial number request message to the RFID reader (
Figure 112004047771712-pat00020
)를 구하는 단계; ) The step of obtaining; (d) 상기 미인식 태그 수( (D) the number of unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00021
)와 상기 일정 태그 수( ) And the number of predetermined tags (
Figure 112004047771712-pat00022
)를 비교하여 상기 미인식 태그 수( ) The number of the non-recognition tag compared (
Figure 112004047771712-pat00023
)가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
Figure 112004047771712-pat00024
)보다 작아질 때까지 상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계를 반복해서 수행하는 단계; ) Until the step of less than repeatedly executing the step (b) and step (c); (e) 상기 미인식 태그 수( (E) the number of unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00025
)가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
Figure 112004047771712-pat00026
)보다 작으면, 최적 프레임 크기를 결정하여 프레임의 크기를 조정하고, 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 RFID 태그들의 응답을 받아 태그 수를 추정하여 상기 미인식 태그 수( ) Is smaller than, the number of the non-recognition tag by determining an optimal frame size by adjusting the size of the frame and receives a response from the RFID tag on the serial number request message from the RFID reader, an estimated number of tags (
Figure 112004047771712-pat00027
)를 구하는 단계; ) The step of obtaining; 및 (f) 상기 미인식 태그 수( And (f) be the unrecognized tag (
Figure 112004047771712-pat00028
)가 0이 될 때까지 상기 (e) 단 계를 반복해서 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법을 제공한다. ) In the RFID system, it characterized in that it comprises the step of performing repeatedly the (e) step using a split response frame ALOHA technology provides a way to recognize the tags at high speed until it reaches zero.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. With reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. First, in addition as the reference numerals to components of each drawing, for the same elements even though shown in different drawings It should be noted that and to have the same reference numerals as much as possible. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Further, in the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations that are determined to obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법을 나타낸 순서도이다. Figure 2 is a flow chart illustrating a method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA in an RFID system according to an embodiment of the present invention.

분할 응답 프레임 알로하 방식은 시스템 효율이 높게 유지될 수 있도록 태그의 수가 최대 프레임 크기보다 많은 경우에는 응답하는 태그의 수를 제한하며(태그 응답 제한 과정), 프레임의 크기가 응답할 수 있는 태그의 수에 비해 큰 경우에는 프레임의 크기를 줄이는(프레임 크기 변경 과정) 방식이다. Split response frame ALOHA technology is the number of tags that can be when the number of tags is greater than the maximum frame size, limiting the number of responding tags, the size of (the tag response limit process), the frame response to be maintained, the system efficiency higher If there is a large for reducing the size of the frame (frame size changing process) scheme. 여기서, 시스템 효율이란 전체 프레임 중에서 충돌없이 태그를 인식한 슬롯의 비율을 의미한다. Here, the system efficiency means a ratio of the recognized tags without collision among all frame slots.

도 2에 도시된 바와 같이, RFID 시스템의 RFID 리더는 RFID 태그를 인식하는 최초의 리드 사이클에서 초기값으로 정해진 프레임을 이용하여 태그를 읽는다(S200). As shown in Figure 2, RFID reader of the RFID system using the fixed frame as the initial value in the first read cycle for recognizing the RFID tag reads the tag (S200). 최초의 리드 사이클의 수행하면, 프레임 내의 빈 슬롯의 개수( When performing the first read cycle, the number of empty slots in a frame (

Figure 112004047771712-pat00029
), 태그 1 개가 포함되어 태그가 인식된 슬롯의 수( ), Included one dog tag number of the tags are aware slot (
Figure 112004047771712-pat00030
), 데이터의 충돌이 발생한 슬롯의 수( ), The number of slots a collision of data occurs (
Figure 112004047771712-pat00031
)를 구할 수 있다. ) It can be obtained. 리더는 Leader
Figure 112004047771712-pat00032
, ,
Figure 112004047771712-pat00033
, ,
Figure 112004047771712-pat00034
값을 이용하여 태그의 수를 추정하게 되며, 태그의 수를 추정하기 위해서 수학식 1의 태그 수 추정 함수를 이용할 수 있다(S202). Using the value, and to estimate the number of tags, it may be used to tag number estimation function of equation (1) to estimate the number of tags (S202).

Figure 112004047771712-pat00035

수학식 1의 태그 수 추정 함수는 체비쉐프 부등식(Chebyshev's Inequality)의 성질을 이용하며, 태그 수(n)를 변경시키면서 실측값과 기대값의 차이를 측정하여 차이가 가장 적게 나타나는 값을 리더의 명령에 응답한 태그 수로 추정한다. Number of tags in the expression (1) estimation function Chebyshev inequality (Chebyshev's Inequality) of and use of the property, the tag number (n) while varying the actually measured value and the value indicated is the least difference by measuring the difference between the expected value reader's command an estimated number of tags respond to. 수학식 1에서 N은 프레임의 크기이며, And N is the size of the frame in the expression (1),

Figure 112004047771712-pat00036
, ,
Figure 112004047771712-pat00037
, ,
Figure 112004047771712-pat00038
은 각각 프레임 크기 N을 이용하여 리드 사이클을 거쳤을 때 나올 수 있는 빈 슬롯 수, 태그가 인식된 슬롯 수 및 태그의 충돌이 발생한 슬롯 수의 기대값을 의미한다. Refers to the expected value of the number of slots a collision of the respective frame size N the number of empty slots that can come out when the read cycle undergone by, the number of slots and the recognition tag has occurred.

태그 수를 추정하면, 추정한 태그 수에서 첫번째 리드 사이클에서 태그가 인식된 슬롯 수( When estimating the number of tags, the tags can be recognized by the slot in the first read cycle in the number of tags estimated (

Figure 112004047771712-pat00039
)를 감하여 인식되지 않은 태그 수( ) By subtracting the number of unrecognized tags (
Figure 112004047771712-pat00040
)를 구한다. ) Is obtained. 리더는 추정을 통해 얻은 인식되지 않은 태그 수( The reader can not recognize the tag obtained through the estimates (
Figure 112004047771712-pat00041
)와 일정 태그 수( ) And a certain number of tags (
Figure 112004047771712-pat00042
)를 비교한다(S204). ) Are compared (S204).
Figure 112004047771712-pat00043
this
Figure 112004047771712-pat00044
보다 큰 경우에는 태그 응답 제한 과정으로 들어가게 되며, If larger, the process is put into the tag response limit,
Figure 112004047771712-pat00045
this
Figure 112004047771712-pat00046
보다 작은 경우에는 프레임 크기 변경 과정으로 들어가 게 된다. If there is something a little more into the frame size change process.

태그 응답 제한 과정으로 들어가게 되면, 시스템 효율을 가장 높게 하는 태그 수로 태그들이 리더에 응답할 수 있도록 분할 그룹수를 결정한다(S206). When entering a tag response limiting process, the tag system efficiency the highest number of tags to determine the number of divided groups to respond to the reader (S206). 분할 그룹수를 결정하는 상세한 과정은 도 4에 대한 설명에서 후술한다. The detailed process of determining the number of divided groups will be described later in the description of FIG. 분할 그룹수를 결정하면, 리더는 고유 번호 요청 메시지를 태그에 브로드캐스트할 때 결정된 분할 그룹수와 랜덤 변수를 함께 태그로 전송한다. When determining the number of divided groups, the reader transmits the divided groups and the random variable is determined to broadcast the unique number request message to the tag with a tag. 고유 번호 요청 메시지를 받은 태그들은 리더로부터 받은 랜덤 변수와 자신의 고유 번호를 조합하여 새로운 수를 만들게 되며, 이 수를 분할 그룹수로 나누어 나머지가 0이 되는 태그들만 리더의 요청에 응답하게 된다(S208). Tag receives the unique number request messages are to a combination of random variables and their unique code received from the reader, and create a new number, by dividing this number by the number of divided groups only those tags, the remaining is zero in response to a request of the reader ( S208). 즉, 리드의 고유 번호 요청에 응답하는 태그 수를 제한하여 태그를 읽어들인다. That is, by limiting the number of tags to respond to the unique number of the read request reads the tag.

리더는 고유 번호 요청에 응답한 태그들을 읽어들인 후에 S202 단계와 같이 수학식 1을 이용하여 태그 수를 추정한 후 전체 응답 가능한 태그 수를 추정한다(S210). Reader estimates the total number of possible tag response after estimating the number of tags by using the equation (1) as in the step S202 after the read tags in response to the serial number request (S210). 여기서, 전체 응답 가능한 태그 수는 분할 그룹수와 S208 단계의 리드 사이클을 수행한 결과 S210 단계에서 추정한 태그 수를 곱하여 구할 수 있다. Here, the total number of possible tag response can be determined by multiplying the number of tags estimated in the step S210 results by performing a read cycle of the number of divided groups and the step S208. 전체 응답 가능한 태그 수를 추정하면, 추정한 전체 응답 가능한 태그 수에서 S208 단계의 리드 사이클에서 태그가 인식된 슬롯 수를 감하여 인식되지 않은 태그 수( When estimating the number of possible overall response tag, it can not be recognized by subtracting the number of the tags in the read cycle of the step S208 from the number of possible estimated overall response tag identification tag slot (

Figure 112004047771712-pat00047
)를 구한다. ) Is obtained. 한편, 태그 응답 제한 과정에서는 매 리드 사이클마다 분할 그룹수를 새롭게 결정하고 태그 수를 추정한다. On the other hand, the tag response limiting process newly determines the number of divided groups for each read cycle, and estimating the number of tags.

S206 단계부터 S210 단계까지의 태그 응답 제한 과정을 거치면, 다시 S204 단계로 이동한다. Step S206 geochimyeon the tag response limited to the process of step S210, and go back to step S204. S204 단계에서는 태그 응답 제한 과정을 거친 후에 인식되지 않 고 남아 있는 태그수( In step S204, the number of tags that remain and not be recognized only after a tag response limiting process (

Figure 112004047771712-pat00048
)를 ) The
Figure 112004047771712-pat00049
와 다시 비교하여 And by comparing again
Figure 112004047771712-pat00050
this
Figure 112004047771712-pat00051
보다 작은 경우에는 프레임 크기 변경 과정으로 들어가게 된다. If smaller, the size change process is put into a frame.

프레임 크기 변경 과정으로 들어가게 되면, 리더는 시스템 효율을 높이기 위해 프레임의 크기를 조정할 필요가 있는지 여부를 판단하게 된다(S212). When entering a frame size change process, leaders will determine whether it is necessary to adjust the size of the frame to increase the efficiency of the system (S212). 프레임의 크기를 조정할 필요가 있다고 판단되면, 남아있는 태그들을 최대 시스템 효율로 인식할 수 있도록 프레임의 크기를 조정한다(S214). If it is determined that it is necessary to adjust the size of the frame, and resize the frame to be aware of the remaining tags in a maximum system efficiency (S214). 프레임의 크기를 조정하기 위해 최적 프레임 크기를 결정하는 과정은 도 5에 대한 설명에서 후술한다. The process of determining an optimal frame size in order to adjust the size of the frame will be described later in the description of FIG. 리더는 고유 번호 요청 메시지, 랜덤 변수, S214 단계에서 조정된 프레임의 크기 등의 파라미터를 태그에 브로드캐스트한다. Reader broadcasts the parameters such as the size of the adjusted frame in the serial number request message, a random variable, in step S214 the tag. 태그들은 리더로부터 전달받은 파라미터와 자기의 고유 번호를 이용하여 프레임에서 자신이 사용할 슬롯 번호를 결정하고 결정한 슬롯에 자신의 데이터를 전송하며, 리더는 요청에 응답한 태그들을 읽어들인다(S216). Tags determines the slot number for their own use from the frame using the unique number of the parameters received from the magnetic reader and transfer their data to determine the slot, the reader reads the tag in response to the request (S216).

한편, S212 단계에서 최대 시스템 효율을 가지는 프레임 크기를 가지고 있기 때문에 프레임의 크기를 조정할 필요가 없다고 판단되면, 리더는 프레임 크기를 조정하지 않고 고유 번호 요청 메시지, 랜덤 변수, 프레임의 크기 등의 파라미터를 태그로 전달하여 요청에 응답한 태그들을 읽어들인다. On the other hand, the parameters, such as because it has a frame size having a maximum system efficiency in the S212 step if it is determined that there is no need to adjust the size of the frame, the reader without adjusting the frame size, serial number request message, a random variable, the frame size of the by passing the tag reads the tag in response to the request.

리더는 고유 번호 요청에 응답한 태그들을 읽어들인 후에 S202 단계와 같이 수학식 1을 이용하여 태그 수를 추정한다(S218). Reader estimates the number of tags by using the equation (1) as in the step S202 after the read tags in response to the serial number request (S218). 태그 수를 추정하면, 추정한 태그 수에서 S216 단계의 리드 사이클에서 태그가 인식된 슬롯 수를 감하여 인식되지 않은 태그 수( When estimating the number of tags, it may not be recognized by subtracting the number of slots tag is recognized in step S216 in the read cycle of the number of tags estimated (

Figure 112004047771712-pat00052
)를 구하며, ) Asking for,
Figure 112004047771712-pat00053
값이 0이 되는지 여부를 판단한다(S220). This value determines whether a 0 (S220).
Figure 112004047771712-pat00054
값이 0이면 남아 있는 태그들을 리더에서 모두 인식한 것이므로 태그 인식 과정을 마치게 되며, Because you recognize all the tags that remain if the value is 0, the reader will finish the tag identification process,
Figure 112004047771712-pat00055
값이 0이 아니면 다시 S212 단계로 이동하여 남아 있는 태그들을 최대 시스템 효율로 인식할 수 있도록 프레임의 크기를 조정하여 태그 인식 과정을 수행하게 된다. The value is 0, or re-adjusting the frame size of the tags remaining, go to step S212 to recognize the maximum system efficiency is to perform the tag identification process.

도 3은 프레임의 크기 N이 256 슬롯인 경우에 태그 수의 변화에 따른 RFID 시스템의 효율을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the efficiency of the RFID system in accordance with the change in the number of tags when the size N of the frame is 256 slots.

RFID 태그에서 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지를 받으면 프레임 내의 임의의 슬롯 구간에서 리더로 응답하게 된다. Upon receiving a request message ID number of the RFID reader in the RFID tag it is to respond to the reader in any slot in the frame interval. 프레임의 크기가 N, 태그의 수가 n일 때, 하나의 슬롯 내에 r개의 태그가 존재할 확률은 이항 분포(Binomial Distribution)를 따르므로, 수학식 2로 나타낼 수 있다. When the size of one frame N, the number n of the tag, the probability r of tags present in the one slot adheres to the binomial distribution (Binomial Distribution), it can be expressed by equation (2).

Figure 112004047771712-pat00056

따라서, 프레임의 크기가 N인 RFID 리더에서 한 리드 사이클 동안 태그가 인식된 슬롯의 수, 즉 리더에서 읽을 수 있는 평균 태그 수는 수학식 3을 이용하여 구할 수 있다. Therefore, while the size of the frame a read cycle from the N number of the RFID reader tag is recognized, slots, i.e. the number average tag that can be read by the reader can be determined by using the equation (3).

Figure 112004047771712-pat00057

따라서, 시스템 효율은 수학식 4를 이용하여 구할 수 있다. Thus, the system efficiency can be determined by using the equation (4).

Figure 112004047771712-pat00058

시스템의 효율이 가장 높을 때의 태그 수는 수학식 2를 미분하여 그 미분 결과를 0으로 하는 값이며, 이 값은 수학식 5로 나타낼 수 있다. The number of the tags at which the efficiency of the system the higher is the value of the differential result to zero by differentiating the equation (2), this value can be expressed by equation (5).

Figure 112004047771712-pat00059

수학식 5를 이용하여 태그 수가 n인 경우, 최적의 프레임 크기는 수학식 6을 이용하여 구할 수 있다. When the number of tags by using the equation 5 n, the optimal frame size can be found by using the equation (6).

Figure 112004047771712-pat00060

수학식 6을 태그 수가 일정 규모(단, Equation 6 can tag certain scale (however,

Figure 112004047771712-pat00061
) 이상일 때, 테일러 급수(Taylor Series)를 이용하여 전개하면 수학식 7과 같다. ) Or more if time, developed by using a Taylor series (Taylor Series) shown in Equation (7).

Figure 112004047771712-pat00062

수학식 7에 의해 프레임의 크기 N이 각각 64, 128, 256일 때, 최적 응답 태그 수 n은 각각 63, 127, 255가 된다. When the size N of a frame 64, 128, 256, respectively by the equation (7), the optimal response can tag each n is 63, 127, 255. 그러므로, 최적 응답 태그 수 n은 프레임의 크기와 근사한 값을 갖는다. Thus, the optimal response can tag n have the size and approximate values ​​of the frame. 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임의 크기 N이 256 슬롯인 경우에는 수학식 5에 따른 결과대로 태그 수가 255개일 때, 최고의 시스템 효율을 가지는 것을 확인할 수 있다. Case, the frame size N is the slot 256 as shown in Figure 3, it can be seen that having the best system efficiency when the number of tags 255 days as a result of the equation (5).

따라서, RFID 시스템이 높은 시스템 효율을 가지기 위해서는 도 2에 대한 설명에서 전술한 대로 태그 수에 따라 프레임의 크기 N을 조절하거나 최대 프레임 크기에 맞게 분할 그룹수를 이용하여 응답하는 태그 수를 제한하여야 한다. Therefore, RFID system is to be adjusted to the size N of a frame or limit the number of tags to respond using the number of divided groups for maximum frame size according to the order to have a high system efficiency can be tagged, as described above in the description of Figure 2 .

도 4는 분할 그룹수를 이용하는 경우에 분할 그룹수의 변화에 따른 RFID 시스템의 효율을 나타낸 그래프이다. 4 is a graph showing the efficiency of the RFID system in accordance with the change in the number of divided groups in the case of using the number of divided groups.

본 발명의 RFID 시스템은 분할 그룹수로 2의 지수(2, 4, 8...)를 이용할 수 있다. The RFID system of the present invention can be used as an index of the second division number group (2, 4, 8 ...). 2의 지수를 이용하는 경우, RFID 태그는 쉬프트 레지스터(Shift Register)를 이용하여 자신의 그룹을 간단하게 결정할 수 있다. When using the index of 2, RFID tags can simply determining the own group by using a shift register (Shift Register). 도 2의 태그 응답 제한 과정에서 2의 지수로 구성된 분할 그룹수를 적용하면 기존에 응답하는 태그 수를 1/2, 1/4, 1/8로 줄일 수 있다. FIG Applying a division number of the second group of indices in the tag response limiting the course of 2 can reduce the number of tags to respond to existing as 1/2, 1/4, 1/8.

여기서, 본 발명을 적용하여 태그 인식 속도를 향상시키기 위해서는 분할 그 룹수를 이용하여 태그 응답을 제한한 경우의 시스템 효율이 태그 응답을 제한하지 않은 경우보다 높아야 한다. Here, in order to apply the present invention to enhance a tag recognition rate will be higher than when the system efficiency in the case of limiting the tag response by use of the segmentation that rupsu are not limited to the tag response. 따라서, 수학식 4를 이용하여 응답 가능한 최적의 태그 수( Accordingly, the optimum number of possible tag response by using the equation (4) (

Figure 112004047771712-pat00063
)를 결정할 수 있으며, 최대 프레임의 크기가 256 슬롯인 경우에는 ) And to be determined, if the size of the frame up to 256 slots,
Figure 112004047771712-pat00064
를 결정하기 위해 수학식 4를 이용하여 수학식 8을 도출할 수 있다. It can derive equation (8) using the expression (4) to determine a.

Figure 112004047771712-pat00065

수학식 8을 풀이하면, When solving equation (8),

Figure 112004047771712-pat00066
라는 결과를 얻을 수 있다. That can get results. 따라서, 도 2의 태그 응답 제한 과정과 프레임 크기 변경 과정을 나누는 기준이 되는 일정 태그 수( Therefore, a certain tag can also be a standard dividing a tag response limit process and the frame size change process of the second (
Figure 112004047771712-pat00067
)는 354가 된다. ) It is a 354. 한편, 분할 그룹수가 4인 시점을 결정하기 위해서는 수학식 6의 n/2 대신 n/4를 대입하고, 분할 그룹수가 8인 시점을 결정하기 위해서는 수학식 6의 n/2 대신 n/8을 대입하면 된다. On the other hand, in order to determine the point in time division group number 4 substituting the n / 2 rather than n / 4 in the equation (6), dividing the group number assigned to 8, n / 2 rather than n / 8 of the equation (6) in order to determine when the When it is. 또한, 8 이상의 분할 그룹수를 적용하는 시점을 결정하기 위해서도 같은 방식을 이용하면 된다. Further, it is by using the same method also to determine when the application of 8 or more can be divided groups.

따라서, 추정을 통해 얻은 인식되지 않은 태그 수( Therefore, it is not recognized, the tag obtained by the estimation (

Figure 112004047771712-pat00068
)에 따른 분할 그룹수는 수학식 9를 이용하여 결정할 수 있다. ) Number of divisions in accordance with the group can be determined by using the equation (9). 단, 분할 그룹수가 1 개인 경우는 태그 응답을 제한하지 않는 기존의 태그 인식 방식과 같다. However, if the number of divided groups one person is the same as the existing tag identification method it is not limited to the tag response.

Figure 112004047771712-pat00069

분할 그룹수의 변화에 따른 RFID 시스템의 효율은 도 4에 도시된 바와 같으며, 한 번의 리드 사이클에 응답하는 태그 수가 354개 이하이므로 리더의 시스템 효율은 도 4에 표시된 직선의 윗부분(34.8 %)에서 항상 유지된다. It equals shown in efficiency of Figure 4 of the RFID system in accordance with the change in the number of divided groups, one Note that, because of a tag in response to the single read cycle below 354 the top of the system efficiency is of the straight line shown in Figure 4 reader (34.8%) always keep in. 따라서, 기존의 태그 인식 방식에서는 태그 수가 많아짐에 따라 시스템 효율이 급격히 떨어지게 되지만, 본 발명의 태그 인식 방식에서는 높은 시스템 효율을 유지할 수 있다. Therefore, in the conventional tag identification system, but the system efficiency drops drastically, depending on many, tag number, the tag identification system of the present invention can maintain a high system efficiency.

도 5는 프레임 크기의 변화에 따른 RFID 시스템의 효율을 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing the efficiency of the RFID system according to the change in frame size.

태그 수 추정을 통해 얻은 Tags can be obtained through extrapolation.

Figure 112004047771712-pat00070
값이 This value
Figure 112004047771712-pat00071
보다 작은 경우에는 도 2의 프레임 크기 변경 과정으로 들어가게 되므로, If smaller, so there is also put into the frame size change process of 2,
Figure 112004047771712-pat00072
값에 대한 최적의 프레임 크기를 찾아 리더의 프레임 크기를 조정해야 한다. Find the best frame size for the values ​​shall be adjusted to the frame size of the reader. 수학식 4를 이용하여 프레임의 크기를 변화시키면서 시스템의 효율을 측정하면, 도 5에 도시된 그래프를 얻을 수 있다. Using the equation (4) to change the size of the frame, while by measuring the efficiency of the system, it is possible to obtain the graph shown in Fig. 최적 프레임 크기는 도 5에서 Optimal frame size is from 5
Figure 112004047771712-pat00073
값에 해당하는 태그 수를 찾아 가장 높은 시스템 효율을 가지는 프레임 크기를 선택하면 된다. Find the number of tags corresponding to the value you want to select a frame size having the highest system efficiency. 따라서, k번째 리드 사이클의 프레임 크기를 Therefore, the frame size of the k-th read cycle
Figure 112004047771712-pat00074
라고 하면, When I say,
Figure 112004047771712-pat00075
를 수학식 10을 이용하여 결정할 수 있다. A it can be determined using the equation (10).

Figure 112004047771712-pat00076

수학식 10에서는 최대 프레임 크기가 256 슬롯이고, 프레임의 크기가 16 슬롯보다 작은 경우에는 오버헤드(Overhead)가 크기 때문에 최소 프레임 크기는 16 슬롯으로 설정하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In equation (10), and the maximum frame size, slot 256, when the size of the frame is smaller than the slot 16, since the overhead (Overhead) frame size, minimum size, but is not intended to be set to 16 slots, like.

도 6은 태그 수가 1000 개까지 증가한 경우의 태그 인식에 사용되는 총 슬롯 수를 나타낸 그래프이며, 도 7은 태그 수가 200 개 미만의 경우의 태그 인식에 사용되는 총 슬롯 수를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the total number of slots which the number of tags used in the RFID reader of the case, up to 1000, FIG. 7 is a graph showing the total number of slots used for tag identification in the case of the tag number of less than 200.

도 6과 도 7은 기존의 기본 프레임 알로하 방식(BFSA) 및 동적 프레임 알로하 방식(DFSA)과 본 발명의 분할 응답 프레임 알로하 방식(PRFSA)의 성능을 비교하기 위한 그래프이다. Figure 6 and Figure 7 is a graph for comparing the performance of the conventional main frame ALOHA (BFSA) and dynamic frame ALOHA (DFSA) and split response frame ALOHA (PRFSA) of the present invention. 태그 수가 최대 프레임 크기보다 큰 경우에는 도 2의 태그 응답 제한 과정이 적용되므로 태그 응답 제한 과정의 태그 인식 성능을 비교하기 위해서 도 6의 그래프를 이용하며, 태그 수가 최대 프레임 크기보다 적은 경우에는 도 2의 프레임 크기 변경 과정이 적용되므로 프레임 크기 변경 과정의 태그 인식 성능을 비교하기 위해서 도 7의 그래프를 이용한다. If the tag can not so large, the tag response limits the process of Figure 2, if greater than the maximum frame size applied by using the graph of Figure 6 to compare the tag identification performance of the tag response limiting process, and the number of tags is less than the maximum frame size is 2 since the frame of the size change process is used to apply the graph of Figure 7 to compare the performance of the tag identification frame size change process.

여기서, 각 방식에서 사용하는 최대 프레임 크기는 256 슬롯으로 설정하며, 기본 프레임 알로하 방식은 256 개의 슬롯으로 구성된 프레임을 이용하고 동적 프 레임 알로하 방식은 프레임의 크기가 16 슬롯인 경우부터 시작하여 최대 프레임 크기까지 증가하도록 설정하도록 한다. Here, the maximum frame size is used in each system will set to 256 slots, the base frame Aloha scheme using a frame consisting of 256 slots and a dynamic frame ALOHA technology is the maximum frame, starting with the case where the frame is 16 slots It should be set up to increase size. 또한, 본 발명의 분할 응답 프레임 알로하 방식의 초기 프레임 크기는 128 슬롯으로 설정한다. In addition, the initial size of the divided frame response frame ALOHA technology of the present invention is set to 128 slots.

도 6에 도시된 바와 같이, 태그 수가 1000 개까지 증가하면 기본 프레임 알로하 방식과 동적 프레임 알로하 방식에서는 태그 수가 최대 프레임 크기보다 지나치게 많기 때문에, 태그를 인식하지 못하는 리드 사이클의 수가 증가하게 되어 태그 수의 증가에 따른 사용 슬롯의 수가 지수적으로 증가한다. As it is shown in Figure 6, when the tag can increase up to 1000 are to the base frame ALOHA with dynamic frame ALOHA increased because the tag number is too greater than the maximum frame size, the number of the read cycle can not recognize the tag number of the tag the number of used slots in accordance with the increase increases exponentially. 반면에, 본 발명의 분할 응답 프레임 알로하 방식에서는 태그 수의 증가에 따른 사용 슬롯의 수가 선형적으로 증가한다. On the other hand, in the split response frame ALOHA technology of the present invention it will be the number of used slots in accordance with the increase in the number tags increases linearly. 이는, 태그 응답 제한 과정을 적용하여 리더의 요청 메시지에 응답하는 태그의 수를 최대 프레임 크기에 맞추어 태그 인식률을 계속 높은 상태로 유지하기 때문이다. This is to apply the tag response limits the number of process tags in response to the request message, the reader continues to tag recognition rate according to the maximum frame size, because to maintain a high state.

따라서, 태그 수가 1000 개인 경우 본 발명의 분할 응답 프레임 알로하 방식은 기본 프레임 알로하 방식 및 동적 프레임 알로하 방식과 비교하여 각각 100%와 85%의 태그 인식 성능이 향상된다. Therefore, when the number of tags 1,000 individual split response frame ALOHA technology of the present invention is an improvement in the basic frame, and a dynamic frame ALOHA ALOHA with each of 100% and 85% compared to tag identification performance.

도 7에 도시된 바와 같이, 태그 수가 200 개 미만인 경우 기본 프레임 알로하 방식은 태그의 수에 비해 큰 크기의 프레임을 사용하므로 슬롯의 낭비가 심하다. 7, the tag, if the number is less than 200 base frame ALOHA is used for large size of the frame for the number of tags so severe waste of the slots. 동적 프레임 알로하 방식의 경우는 태그 수의 증가에 따라 프레임의 크기를 증가시켜 태그의 충돌을 줄이기 때문에 기본 프레임 알로하 방식보다는 향상된 성능을 나타낸다. For dynamic frame ALOHA show improved performance than the basic frame ALOHA because by increasing the size of the frame in accordance with the increase in the number of tags to reduce the collision of the tag. 다만, 동적 프레임 알로하 방식에서는 태그 수의 증가에 따라서 프레임의 크기가 빠르게 증가하여 최대 프레임 크기까지 증가하기 때문에 태그 수의 증 가에 따른 사용 슬롯의 증가폭은 기본 프레임 알로하 방식과 유사한 형태를 가진다. However, in the dynamic frame ALOHA because the increase in the size of the frames increases rapidly with the increase of the number of tags to the maximum frame size of the increment used slot according to the number of tag authentication has a shape similar to a basic frame ALOHA.

본 발명의 분할 응답 프레임 알로하 방식은 초기 프레임의 크기를 128 슬롯으로 설정하여 초기 사용 슬롯의 수는 많으나, 프레임 크기 변경 과정에서 초기 추정 단계를 마치면 최적의 시스템 효율을 가지도록 동적으로 프레임의 크기를 변화시키게 된다. Split response frame ALOHA technology of the present invention is plentiful by setting the size of the initial frame with 128 slots for initial use slot, After the initial estimation step from the frame size change process of the dynamic frame size as to have the optimum system efficiency to thereby change. 따라서, 일정 태그 수(120 개) 이상이 되면 사용하는 슬롯 수가 기존의 방식들에 비해 빠르게 줄어들게 되어 기존의 방식보다 향상된 태그 인식 성능을 보여준다. Therefore, the number of slots used when a certain tag can be more than (120) quickly is reduced than in the conventional method shows an improved tag identification performance than the conventional method.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. The above description is only to be mentioned that the present invention by way of example, if the party having the ordinary skill in the art will be possible in various modifications without departing from essential characteristics of the invention. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the herein disclosed embodiments is for illustrative and not intended to limit the present invention, not the spirit and scope of the invention, by such an embodiment is not limited. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The scope of the invention is to be interpreted by the following claims, any technology in a range equivalent will be construed as included in the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, RFID 태그 수를 추정하여 추정된 태그 수에 따라 프레임의 크기를 조정하거나 응답하는 태그의 수를 제한하여 RFID 리더에서 태그 수의 변동과 무관하게 일정한 효율 이상으로 태그를 인식할 수 있다는 장점이 있다. According to the present invention as described above, to adjust the size of the frame or the response above a certain efficiency to restrict the number of the tags independently of the change in the number of tags from the RFID reader, which, depending on the number of tags estimated to estimate the number of RFID tags It has the advantage of being able to recognize the tags.

또한, RFID 리더에서 RFID 태그를 인식하는 효율을 향상시켜 고속으로 태그를 인식할 수 있다는 효과가 있다. In addition, improving the efficiency of recognizing the RFID tag in the RFID reader to the effect that it can recognize the tags at high speed.

Claims (12)

  1. 전자식별(RFID : Radio Frequency Identification, 이하 'RFID'라 함) 리더에서 RFID 태그(Tag)를 인식하여 상기 RFID 태그에 저장된 정보를 판독하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식(Partial Response Framed Slotted ALOHA Algorithm)을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법에 있어서, Electronic identification (RFID: Radio Frequency Identification, hereinafter 'RFID' & quot;) divided response frame ALOHA to recognize an RFID tag (Tag) from the reader in the RFID system to read the information stored in the RFID tag (Partial Response Framed Slotted ALOHA Algorithm ) according to the method of recognizing a tag at a high speed using,
    (a) 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 RFID 태그들의 응답을 받아 태그 수를 추정하여 인식되지 않은 미인식 태그 수( (A) an unrecognized number of tags that are not recognized by receiving the response of the RFID tag for the identification number request message from the RFID reader, an estimated number of tags (
    Figure 112004047771712-pat00077
    )를 구하고, 상기 미인식 태그 수( ) The number of unrecognized tag, get the (
    Figure 112004047771712-pat00078
    )와 일정 태그 수( ) And a certain number of tags (
    Figure 112004047771712-pat00079
    )를 비교하는 단계; Step of) comparing;
    (b) 상기 미인식 태그 수( (B) the number of unrecognized tag (
    Figure 112004047771712-pat00080
    )가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
    Figure 112004047771712-pat00081
    )보다 크면, 분할 그룹수를 결정하고 상기 RFID 리더에 응답하는 태그 수를 제한하여 상기 RFID 리더에 응답할 수 있는 RFID 태그들을 선택하는 단계; ) Is greater than the step of determining the number of divided group, and select the RFID tag to respond to the RFID reader, to limit the number of tags to respond to the RFID reader;
    (c) 상기 (b) 단계에서 선택한 RFID 태그들로부터 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 응답을 받아 태그 수를 추정하여 상기 미인식 태그 수( (C) the number of unrecognized tag to estimate the number from the RFID tag selected in step (b), the tag receives the response to the serial number request message to the RFID reader (
    Figure 112004047771712-pat00082
    )를 구하는 단계; ) The step of obtaining;
    (d) 상기 미인식 태그 수( (D) the number of unrecognized tag (
    Figure 112004047771712-pat00083
    )와 상기 일정 태그 수( ) And the number of predetermined tags (
    Figure 112004047771712-pat00084
    )를 비교하여 상기 미인식 태그 수( ) The number of the non-recognition tag compared (
    Figure 112004047771712-pat00085
    )가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
    Figure 112004047771712-pat00086
    )보다 작아질 때까지 상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계를 반복해서 수행하는 단계; ) Until the step of less than repeatedly executing the step (b) and step (c);
    (e) 상기 미인식 태그 수( (E) the number of unrecognized tag (
    Figure 112004047771712-pat00087
    )가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
    Figure 112004047771712-pat00088
    )보다 작으 면, 최적 프레임 크기를 결정하여 프레임의 크기를 조정하고, 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 RFID 태그들의 응답을 받아 태그 수를 추정하여 상기 미인식 태그 수( ) Plane is less than, determining an optimal frame size by adjusting the size of the frame, said number of unrecognized tag to receive the response of the RFID tag for the identification number request message from the RFID reader, an estimated number of tags (
    Figure 112004047771712-pat00089
    )를 구하는 단계; ) The step of obtaining; And
    (f) 상기 미인식 태그 수( (F) the number of unrecognized tag (
    Figure 112004047771712-pat00090
    )가 0이 될 때까지 상기 (e) 단계를 반복해서 수행하는 단계 ) The step of repeatedly executing the step (e) until the 0
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. In the RFID system that is characterized, including the method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA.
  2. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 RFID 리더는, 수학식 The RFID reader, the equation
    Figure 112004047771712-pat00091
    (N : 프레임 크기, n : 태그 수, (N: frame size, n: number of the tags,
    Figure 112004047771712-pat00092
    : 빈 슬롯 수의 기대값, : The expected value of the number of empty slots,
    Figure 112004047771712-pat00093
    : 태그가 인식된 슬롯 수의 기대값, : The expected value of the number of tags that recognize the slot,
    Figure 112004047771712-pat00094
    : 태그의 충돌이 발생한 슬롯 수의 기대값, : The expected value of the number of collisions that occurred tag slot,
    Figure 112004047771712-pat00095
    : 빈 슬롯의 수, : The number of empty slots,
    Figure 112004047771712-pat00096
    : 태그가 인식된 슬롯의 수, : The number of tags that recognize the slot,
    Figure 112004047771712-pat00097
    : 태그의 충돌이 발생한 슬롯의 수) : The number of collisions that occurred in tag slot)
    을 이용하여 태그 수를 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. In the RFID system, characterized in that for estimating the number of tags by using method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA.
  3. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 (c) 단계에서 추정한 태그 수는 상기 (b) 단계에서 선택한 RFID 태그들로부터 상기 RFID 리더의 고유 번호 요청 메시지에 대한 응답을 받아 추정한 태그 수에 상기 분할 그룹수를 곱하여 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. A number of tags estimated in the step (c) is characterized in that it estimates by multiplying the number of the divided groups in a number of tags estimated accepts the response to the serial number request message to the RFID reader from RFID tags selected in the step (b) in the RFID system according to how to recognize the tags at high speed by using a split response frame ALOHA.
  4. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (a) 단계, 상기 (c) 단계 및 상기 (e) 단계의 상기 미인식 태그 수( The step (a), step (c) and the number of the non-recognition tag of step (e) (
    Figure 112004047771712-pat00098
    )는 각각 해당 단계에서 추정한 태그 수에서 해당 단계의 리드 사이클에서 태그가 인식된 슬롯 수를 감하여 구하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. ) Is a method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA in an RFID system, it characterized in that each obtain by subtracting the number of slots tag is recognized by the read cycle of the steps in a number of tags estimated in the step.
  5. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 일정 태그 수( Be the event tags (
    Figure 112004047771712-pat00099
    )는, 수학식 ), The equation
    Figure 112004047771712-pat00100
    (N : 최대 프레임 크기, n : 태그 수, (N: the maximum frame size, n: number of the tags,
    Figure 112004047771712-pat00101
    , ,
    Figure 112004047771712-pat00102
    : 태그가 인식된 슬롯 수) : The number of tags is recognized slot)
    을 이용하여 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. In the RFID system, characterized in that to determine by how to recognize the tags at high speed by using a split response frame ALOHA.
  6. 제 5 항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 최대 프레임 크기(N)가 256 슬롯인 경우에, 상기 일정 태그 수( In the case where the maximum frame size (N) is in the slot 256, the number of the predetermined tag (
    Figure 112004047771712-pat00103
    )는 354인 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. ) Is a method of recognizing a tag at a high speed by using a split response frame ALOHA in an RFID system, characterized in that 354.
  7. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 분할 그룹수는 2의 지수를 이용하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. Wherein the number of divided groups in the RFID system characterized by using an exponent of 2 by using a split response frame ALOHA recognize the tags at high speed.
  8. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 미인식 태그 수( The number of unrecognized tags (
    Figure 112004047771712-pat00104
    )가 상기 일정 태그 수( ) To the predetermined tag (
    Figure 112004047771712-pat00105
    )보다 큰 경우에는 시스템 효율이 34.8% 이상을 유지할 수 있도록 상기 분할 그룹수를 결정하여 상기 RFID 리더에 응답하는 태그 수를 제한하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. ) Is greater than is the use of the divided groups can determine the divided response frame ALOHA in an RFID system, characterized in that to limit the number of tags in response to the RFID reader to maintain the system efficiency is at least 34.8% at a high speed how to recognize the tags.
  9. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (b) 단계는, The step (b),
    상기 분할 그룹수를 결정하면 상기 RFID 리더에서 상기 분할 그룹수 및 랜덤 변수를 고유 번호 요청 메시지와 함께 RFID 태그들로 전달하며, 상기 랜덤 변수와 RFID 태그의 고유 번호를 조합하여 생성한 수를 상기 분할 그룹수로 나누었을 때 나머지가 0이 되는 RFID 태그들을 상기 RFID 리더에 응답할 수 있는 RFID 태그로 선택하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. The partition when determining the number of groups of the divided groups and the random variable a unique number request message and transmitted to the RFID tag with the random variable and the partition number that is generated by combining the unique number of the RFID tag from the RFID reader, in the RFID system that is characterized to select the rest of the RFID tag to be 0 when divided by the group number to the RFID RFID tag to respond to the reader how to recognize the tags at high speed by using a split response frame ALOHA.
  10. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 최적 프레임 크기는, 수학식 The optimal frame size is, equation
    Figure 112004047771712-pat00106
    (N : 프레임의 크기, n : 태그 수, (N: the frame size, n: number of the tags,
    Figure 112004047771712-pat00107
    : 태그를 인식한 슬롯 수) : It can recognize the tag slot)
    을 이용하여 프레임의 크기(N)를 변화시키면서 상기 미인식 태그 수( To be used in the non-recognition tag by varying the size (N) of the frame (
    Figure 112004047771712-pat00108
    )에 따라 가장 높은 시스템 효율을 가지는 프레임 크기를 선택하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. ) In an RFID system, characterized in that to select a frame size having the highest system efficiency based on using a split response frame ALOHA method of recognizing a tag at a high speed.
  11. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (e) 단계는, Step (e),
    상기 프레임의 크기를 최적 프레임 크기로 조정하면, 상기 RFID 리더에서 고 유 번호 요청 메시지, 랜덤 변수 및 최적 프레임 크기를 포함한 파라미터를 RFID 태그들로 전달하며, RFID 태그에서는 최적 프레임 크기로 조정된 프레임에서 자신이 사용할 슬롯을 결정하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. Adjusting the size of the frame to an optimal frame size, and passes the parameters including a unique number request message, the random variable and the optimal frame size from the RFID reader to the RFID tag, the RFID tag in the adjusted frame with the best frame size how to recognize the tags at high speed by using a split response frame ALOHA in an RFID system, characterized in that for transmitting data to determine a slot for their own use.
  12. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 (e) 단계에서 조정할 수 있는 최소 프레임 크기는 16 슬롯 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 분할 응답 프레임 알로하 방식을 이용하여 고속으로 태그를 인식하는 방법. How to the minimum frame size that can be adjusted in step (e) recognizes the tag, at a high speed by using a split response frame ALOHA in an RFID system, characterized in that to set equal to or more than 16 slots.
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