KR100615706B1 - 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 ｒｆｉｄ 시스템 - Google Patents

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Abstract

직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 RFID 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법은, 리더기 및 적어도 두개의 태그들을 포함하는 RFID 시스템에 있어서, 직교 코드를 생성한 후, 상기 태그들에 아이디로서 할당하는 단계, 상기 태그들에 상기 할당된 직교 코드들의 전송을 요청하는 단계, 상기 직교 코드들의 합으로 이루어진 신호로부터 상기 직교 코드들을 분리하는 단계, 및 상기 분리된 직교 코드들로부터 상기 태그들의 존재를 확인하는 단계를 통해 구현된다. 본 발명에 따르면, 충돌 방지 알고리즘이 필요하지 않게 되어 RFID 시스템의 시간적, 전력적 효율이 향상된다. 또한, 태그에 직교 코드로 아이디를 부여함으로서 리더기는 충돌 방지 알고리즘(Anti-Collision Algorithm)이 필요치 않아 간단하고 저렴하게 구현될 수 있으며, 태그 아이디의 인식속도의 향상을 가져온다.
RFID, 태그, 직교 코드, 리더기, 아이디

Description

직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 ＲＦＩＤ 시스템{ID Managing Method using Orthogonal Code and RFID System therof}
도 1은 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법이 구현되는 RFID 시스템의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법의 구현 원리를 나타낸 도면, 및
도 3은 본 발명에 따른 RFID 시스템의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
본 발명은 아이디 관리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 RFID 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법이 구현되는 RFID 시스템의 구조를 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법이 구현되는 RFID 시스템은 리더기(10)와 적어도 두개의 태그들(20)을 포함한다.
RFID는 사물에 태그를 부착하여 전파를 이용하여 태그의 정보를 읽어 들이는 기술이다. 이를 이용하여 사물의 물류 관리, 보안, 유통 등 다양한 분야에 응용할 수 있다. 기존의 접촉식 바코드(Barcode)를 RF로 대체함으로써 바코드보다 빠른 속도로 정보를 읽어 들일 수 있으며, 동작환경의 거리적 제한이 완화되는 이점이외에도, 사물의 지능화라는 별도의 이점을 얻을 수 있다.
유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는 하나의 리더기(10)에 의해 다수의 태그(20)가 속해있게 되는데, 다수의 태그(20)들로부터의 정보는 그 동시성과 밀집성으로 인해 충돌이 불가피하게 발생한다. 따라서, 이러한 충돌을 회피 또는 방지하기 위한 기술의 개발이 필요하게 된다.
즉, 하나의 리더기(10)의 판독범위 내에 여러 개의 태그(20)가 있을 때, 리더기(10)의 요청에 의해 여러 개의 태그(20)는 동시에 응답하게 된다. 이때 여러 태그(20)들의 신호는 서로 간섭을 일으켜 충돌이 일어나게 된다.
이러한 태그(20)의 응답 신호간의 간섭을 해결하여 각 태그(20)의 응답을 충돌없이 인식하도록 하는 방법이 필요하게 되는데 이것이 충돌방지 알고리즘(Anti-Collision Algorithm)이다.
그러나, 이러한 충돌방지 알고리즘에 의해 충돌이 발생한 각 태그(20)의 응답을 인식한다 하더라도, 일단 충돌이 발생하게 되면, 응답의 인식을 완료하기까지는 시간적, 전력적 소모가 불가피하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 RFID 시스템을 제공함을 그 목적으로 한 다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법은, 리더기 및 적어도 두개의 태그들을 포함하는 RFID 시스템에 있어서, 직교 코드를 생성한 후, 상기 태그들에 아이디로서 할당하는 단계, 상기 태그들에 상기 할당된 직교 코드들의 전송을 요청하는 단계, 상기 직교 코드들의 합으로 이루어진 신호로부터 상기 직교 코드들을 분리하는 단계, 및 상기 분리된 직교 코드들로부터 상기 태그들의 존재를 확인하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 리더기는 상기 생성된 직교 코드들을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태그는 상기 할당받은 직교 코드를 저장하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 직교 코드는 N비트로 이루어진 N개의 독립적 코드들의 순열배치에 의해 생성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 RFID 시스템은, 리더기 및 적어도 두개의 태그들을 포함하는 RFID 시스템에 있어서, 직교 코드를 생성한 후, 상기 태그들에 할당하며, 상기 생성된 직교 코드들을 저장하고, 상기 태그들에 상기 할당받은 직교 코드의 전송을 요청하고, 이후 상기 직교 코드들의 합으로 이루어진 신호로부터 상기 직교 코드들을 분리하여, 상기 태그들의 존재를 확인하는 리더기, 및 상기 리더기의 전송요청에 대해, 각각 할당받은 직교 코드를 전송하는 태그를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 기술적 사상은 충돌 방지 알고리즘이 필요없는 직교 코드(Orthogonal Code)를 태그(20)의 아이디(직교 코드 아이디)로 부여함으로서 리더기(10)의 태그(20) 인식을 간편하면서도 신속하게 함에 있다.
여기서, 직교 코드란 두개의 코드간 상관성이 전혀 없어 서로에게 어떤 영향도 끼치지 않는 것을 말한다. 즉 두개의 코드가 직교 코드라는 것은 두개의 코드의 독립성이 유지된다는 것을 의미한다.
이러한 의미에서, 직교 코드는 각 코드가 동시에 송신될 때, 서로에게 간섭을 일으키지 않고 자신의 정보를 유지할 수 있다. 리더기(10)에서는 여러개의 직교 코드가 동시에 들어오더라도 충돌없이 분리 인식할 수 있게 된다.
한편 CDMA에서는 이러한 직교 코드의 특징을 이용하여 채널을 구분하고 있다. 즉 태그(20)의 아이디로 직교 코드를 이용하게 되면, 태그(20)는 리더기(10)의 요청시 자신의 아이디를 특별한 코딩 없이 전송하게 된다.
여러 태그(20)의 응답들은 각각 독립적이기 때문에 서로 충돌 없이, 정보의 손실 없이 독립적으로 전달이 되어 리더기(10)에서는 각 응답을 분리할 수 있게된다.
리더기(10)는 단 한번의 요청으로로 여러 태그(20)의 아이디를 인식가능하기 때문에 특별한 충돌 방지 알고리즘 없이도 매우 빠르게 태그(20)의 아이디를 확정할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법의 구현 원리를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법의 구현 원리를 설명하면 RFID 시스템에서는 CDMA에서 사용되는 것과 유사하지만 메시지가 없고, 다만 직교 코드로 이루어진 자신의 아이디만을 전송한다.
리더기(10)의 요청시 태그1, 태그2, 및 태그3은 자신의 아이디인 Cn(t)를 각각 전송한다.
태그1, 태그2, 및 태그3가 동시에 응답하게 되면, 리더기(10)에서 수신된 신호는 C1(t)+ C2(t)+ C3(t)가 된다.
리더기(10)는 전술한 수신된 신호를 가능한 모든 직교 코드(C1(t), C2(t), C3(t))와 각각 곱하여 한 주기동안 적분하거나 더하여 나온 수 Kn을 가지고 태그(20)의 존재 유무를 판단하게 된다.
즉, 본 발명을 구현함에 있어서는, 리더기(10)가 적어도 응답을 한 모든 태그(20)의 아이디의 직교 코드를 인식하고 있어야 하므로, 태그(20)는 리더기(10)로부터 미리 생성된 직교 코드 아이디를 부여받아야 할 것이다.
여기서, 직교 코드를 생성함에 있어서는, Walsh Code 생성 방법을 이용할 수 있을 것이다.
직교 코드의 특성상 Kn 이 '0'이면 곱해진 직교 코드에 해당하는 태그(20) 아이디는 존재하지 않고, 0이 아닌 값이 나오게 되면, 해당 태그는 존재하는 것이다.
예를 들어, 수신된 신호 C1(t)+ C2(t)+ C3(t)와 응답하지 않은 태그의 코드인 C4(t)를 곱하면 '0'이 나오게 된다.
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법의 구현과정을 나타내고 있다.
수신 코드 +2,-2,0,0 수신 코드 +2,-2,0,0
코드0 0000 코드1 0101
치환 +1,+1,+1,+1 치환 +1,-1,+1,-1
수신신호×코드0 +2,-2,0,0 =0 수신신호×코드0 +2,-2,0,0 =+4
수신 신호 +2,-2,0,0 수신 신호 +2,-2,0,0
코드 2 0011 코드3 0110
치환 +1,+1,-1,-1 치환 +1,-1,-1,+1
수신신호×코드2 +2,-2,0,0 =0 수신신호×코드3 +2,+2,0,0 =+4
표 1을 참조하여, Walsh Code 생성 방법을 이용하여 4비트 짜리 4개의 직교 코드를 생성하면, 0000, 0101, 0011, 0110 네 개의 직교 코드 아이디가 생성된다.
리더기(10)에 속해있는 두개의 태그(20)에 전술한 네 개의 직교 코드중에서 코드1(0101)과 코드3(0110)을 직교 코드 아이디(0101, 0110)로 부여한 경우, 리더기(10)의 응답요청에 두개의 태그(20)는 자신의 직교 코드 아이디를 전송하는데, 이는 각각 (+1, -1, +1, -1), (+1, -1, -1, +1)의 신호로 치환되어 전송된다.
치환된 두개의 신호가 합성되어 수신된 신호는 (+2, -2, 0, 0)이 된다. 이처럼 합성되어 수신된 신호(+2, -2, 0, 0)에 리더기(10)가 인식하고 있는 모든 가능한 직교 코드(0000, 0101, 0011, 0110)를 곱해본다.
그 다음, 리더기(10)에서 부여되었으며, 또한 태그(20)로부터 응답된 직교 코드인 0101과 0110을 곱한 경우에는 0이 아닌 값으로 각각 4의 값이 나오게 되고, 수신되지 않은 직교 코드인 0000과 0011을 곱한 경우에는 각각 0의 값이 나오게 된다. 이로부터, 리더기(10)는 직교 코드 아이디가 각각 0101과 0110인 태그(20)가 응답하였음을 확인할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 RFID 시스템을 구현함에 있어서는 태그(20)와 리더기(10)간의 동기화의 과정이 필요할 것이다.
태그(20)와 리더기(10)간의 동기화는 리더기(10)가 태그(20)에게 아이디의 전송을 요청하는 경우에 특별한 싱크(Sync)신호를 실어서 보내면, 태그(20)는 싱크(Sync)신호를 수신한 다음 일정 딜레이후 응답을 시작하는 방법 등이 있을 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 RFID 시스템을 구현함에 있어서, 리더기(10)는 가능한 모든 직교 코드를 이미 알고 있어야 한다. 리더기(10)가 자체적으로 직교 코드를 생성하는 경우에는 문제되지 않는다.
만약, 로컬(Local) RFID 시스템에서 사용하는 경우라면, 리더기(10)는 데이터 베이스(미도시)와 연동하므로, 리더기(10)는 데이터 베이스에 저장된 직교 코드만을 인식하고 있으면 될 것이다.
즉, RFID 시스템내의 데이터 베이스(미도시)가 직교 코드를 생성하는 경우에는 데이터 베이스는 생성된 직교 코드 중 태그(20)에 할당된 직교 코드에 대한 정보를 저장할 것이며, 이러한 정보는 리더기(10) 또한 공유하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 시스템의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 RFID 시스템은 리더기(310), 적어도 두개의 태그들(320a,320b,320c,320d,..,320n), 데이터 베이스(330)를 포함한다.
직교 코드(300)는 비트 수에 따라 나올 수 있는 경우의 수가 한정되어 있기 때문에 본 발명에 따른 RFID 시스템은 소량의 태그(태그가 부착된 아이템)가 사용되는 로컬(Local) 환경에 적용될 수 있다.
먼저, 데이터 베이스(330)는 로컬 RFID 시스템의 시스템을 고려하여 직교 코드(300)를 생성하여 저장한다. 생성하여 저장된 직교 코드(300)는 리더기(310)에 의해서 공유된다.
로컬 RFID 시스템내에 있는 존재하는 태그(320b,320c,320d,..,320n)는 생성된 직교 코드(300)를 리더기(310)로부터 할당받은 상태이다. 리더기(310)는 태그(320b,320c,320d,..,320n)에 할당된 직교 코드(300)에 대한 정보 및 할당된 직교 코드(300) 및 해당 직교 코드(300)를 할당받은 태그(320b,320c,320d,..,320n)의 로컬 RFID 시스템 밖에서의 아이디인 글로벌 아이디(350)에 대한 정보를 저장한다. 그리고, 리더기(310)는 이러한 정보를 데이터 베이스(330)에 전송하면, 데이터 베이스(330)는 이를 저장한다.
한편,직교 코드(300)를 아이디로 할당받은 각 태그(320b,320c,320d,..,320n)들은 할당받은 직교 코드(300)를 자신의 메모리에 저장한다.
외부환경에 있던 태그(320a)가 로컬 RFID 시스템으로 편입되는 경우, 리더기(310)는 편입된 태그(320a)를 인식하고, 생성된 직교 코드(300)중에서 아직 할당되지 않은 직교 코드(300)를 편입된 태그(320a)에 할당한다.
편입된 태그(320a)는 자신의 글로벌 아이디(350)를 리더기(310)에 전송하고, 리더기(310)는 편입된 태그(320a)에 할당된 직교 코드(300)와 글로벌 아이디(350) 정보를 저장하고, 이를 데이터 베이스(330)에 전송한다.
즉, 데이터 베이스(330)는 할당되지 않은 직교 코드(300), 할당된 직교 코드(300)의 목록을 가지고 있으며, 할당된 직교 코드(300)의 목록에는 직교 코드(300)와 글로벌 아이디(350)의 맵핑정보가 포함되어 있다. 이후에 로컬 RFID 시스템상에서 리더기(310)가 태그들(320a,320b,320c,320d,..,320n)에게 아이디의 전송을 요청하면, 이에 태그들(320b,320c,320d,..,320n)은 할당받은 직교 코드(300) 아이디를 리더기(310)로 전송한다.
리더기(310)는 이미 저장되어 있는 태그(320b,320c,320d,..,320n)에 할당된 직교 코드(300)를 태그들(320b,320c,320d,..,320n)로 부터 수신한 신호에 각각 곱하여 적분하는 과정을 통해 태그들(320b,320c,320d,..,320n)이 전송한 직교 코드(300) 아이디를 분리해낸다. 이를 통해 RFID 시스템 상의 태그 중 응답을 하지 않는 태그등을 인식할 수도 있을 것이다.
만약, RFID 시스템 상의 태그(320d)가 로컬 환경을 벗어나는 경우에는 해당 태그(320d)는 할당받은 자신의 직교 코드(300)를 삭제하고, 리더기(310)는 해당 직교 코드(300)에 대한 정보를 할당되지 않은 상태로 갱신하여 저장한다.
해당 직교 코드(300)는 RFID 시스템상에 편입된 태그가 있는 경우에 다시 할당될 수 있을 것이다.
그 다음, 리더기(310)는 갱신된 정보를 데이터 베이스(330)에 전송하고, 데이터 베이스(330)는 전송받은 정보를 통해 직교 코드(300) 정보를 갱신한다.
그러나, 전술한 방법에 의하는 경우 리더기에 의해서 관리될 수 있는 태그의 개수가 한정될 것이다. 즉, 리더기가 저장하고 있는 직교 코드는 8비트로서 8개인 경우라면, 리더기가 관리할 수 있는 직교 아이디를 갖는 태그는 8개로 한정될 것이다.
그러나, 직교 아이디를 생성함에 있어서, 8개의 직교 코드를 8개의 코드블록으로 순열배치한다면, 8개의 직교 코드에 의해 생성될 수 있는 직교 아이디는 8!개(=8*7*6*5*4*3*2*1=40320개)가 될 것이다.
즉, 코드블록에의 순열배치를 통해, 리더기는 8비트의 8개의 직교 코드만을 가지고, 40320개의 직교 아이디를 갖는 태그를 관리할 수 있게 될 것이다.
또한, 직교 코드는 충돌 방지 알고리즘이 필요 없다는 점에서 매우 빠른 속도의 태그 인식을 가능하게 한다. 그러나, 사용되는 태그의 숫자만큼의 비트 수로 이루어진 직교 코드가 필요하기 때문에 아이디 비트수의 면에서 비효율성을 갖게 된다. 따라서, 이러한 직교 코드를 태그 ID의 일부분으로 사용하여 충돌 방지 알고리즘의 효율을 높일 수도 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 충돌 방지 알고리즘이 필요하지 않게 되어 RFID 시스템의 시간적, 전력적 효율이 향상된다. 또한, 태그에 직교 코드로 아이디를 부여함으로서 리더기는 충돌 방지 알고리즘(Anti-Collision Algorithm)이 필요치 않아 간단하고 저렴하게 구현될 수 있으며, 태그 아이디의 인식속도의 향상을 가져온다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (5)

  1. 리더기 및 적어도 두개의 태그들을 포함하는 RFID 시스템에 있어서,
    직교 코드를 생성한 후, 상기 태그들에 아이디로서 할당하는 단계;
    상기 태그들에 상기 할당된 직교 코드들의 전송을 요청하는 단계;
    상기 직교 코드들의 합으로 이루어진 신호로부터 상기 직교 코드들을 분리하는 단계; 및
    상기 분리된 직교 코드들로부터 상기 태그들의 존재를 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 리더기는 상기 생성된 직교 코드들을 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 태그는 상기 할당받은 직교 코드를 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 직교 코드는 N비트로 이루어진 N개의 독립적 코드들의 순열배치에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법.
  5. 리더기 및 적어도 두개의 태그들을 포함하는 RFID 시스템에 있어서,
    직교 코드를 생성한 후, 상기 태그들에 할당하며, 상기 생성된 직교 코드들을 저장하고, 상기 태그들에 상기 할당받은 직교 코드의 전송을 요청하고, 이후 상기 직교 코드들의 합으로 이루어진 신호로부터 상기 직교 코드들을 분리하여, 상기 태그들의 존재를 확인하는 리더기; 및
    상기 리더기의 전송요청에 대해, 각각 할당받은 직교 코드를 전송하는 태그;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템.
KR1020050046804A 2005-06-01 2005-06-01 직교 코드를 이용한 아이디 관리 방법 및 ｒｆｉｄ 시스템 KR100615706B1 (ko)

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