KR100709273B1 - 스마트 카드 인터페이스와 ｒｆｉｄ 태그 기능을 겸한 차량단말기 및 이와 통신 가능한 노상기 - Google Patents

스마트 카드 인터페이스와 ｒｆｉｄ 태그 기능을 겸한 차량단말기 및 이와 통신 가능한 노상기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 카드를 이용한 각종 서비스(유료도로의 통행료 지불, 주차관제, 보안출입 등)를 이용할 수도 있고 RFID 태그 기능을 이용하여 각종 교통정보를 송수신할 수 있는 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기에 관한 것이다. 이를 위해, UHF와 마이크로 웨이브를 동시에 수신할 수 있는 안테나 수단(150b); 안테나 수단(150b)으로 부터 수신된 신호에 대해 소정 주파수 이상과 미만으로 각각 분별하는 필터수단(190); 필터수단(190)을 통과한 소정 주파수 미만의 신호에 기초하는 RFID 송수신 모듈부(140b); 스마트 카드 인터페이스(220)와 연결되고, 필터수단(190)을 통과한 소정 주파수 이상의 신호에 기초하는 ETC 모듈부(120b); 및 RFID 송수신 모듈부(140b)와 ETC 모듈부(120b)를 제어하기 위해 송수신 변복조의 다중 프로토콜 알고리즘(810)이 내장된 제어수단(800);이 제공된다.
스마트 카드, 인터페이스, RFID 태그, 전송, 단말기, 노상기, 주파수, 안테나

Description

스마트 카드 인터페이스와 ＲＦＩＤ 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기{On-Board Unit with smart card interface and RFID tag and Road Side Unit communicationable with that}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 노상기(100a)를 포함한 전체 시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 도 1중 스마트 OBU(120b) 부분에 선택적으로 장착될 수 있는 각종 장치의 연결관계를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 노상기(100a)가 실제로 사용될 수 있는 응용분야의 몇가지 예와 관련단체와의 구성관계를 개략적으로 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기(100b)의 구체적인 내부 블럭도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
100a : 노상기,
100b : 차량 단말기,
110 : 웨이크업(wake-up) 회로부,
120a, 120b : ETC(Electronic Toll Collection) 모듈부,
140a, 140b : RFID 모듈부,
150a, 150b : 안테나,
152 : UHF/마이크로웨이브 멀티모드 안테나,
170 : 스마트 카드 리더기,
181 : 지방자치단체,
183 : 도로공사,
185 : 주차관제,
187 : 유료도로,
188 : 보안출입관리,
189 : IBS(Intelligent Building System) 응용,
190 : 데이터 패스 오토 스위치,
192, 194, 196 : 밴드패스필터,
210 : 고정식/장착식 OBU(On Board Unit) 모듈,
220 : 스마트 카드 인터페이스,
230 : GPS 모듈,
240 : RF Tx 의사-액티브 모듈,
250 : BIS(Bus Information System) 안내용 MDT(Message Data Terminal), 음성출력,
260 : GIS(Geographic Information System) 소프트웨어,
270 : 전원,
300 : 교통정보 로컬 센터서버,
320 : BIS 밴, CVO(Commercial Vehicle Operation) 밴, 택시 밴과 같은 영업용 차량,
400 : 마스터 노상기(RSU : Road Side Unit),
420 : BIS,
440 : CVO,
500 : 슬레이브 노상기,
600 : 교통정보 중앙센터서버,
700 : 스마트 OBU,
720 : RFID 태그
800 : MCU,
810 : Tx_Rx 변복조 다중 프로토콜 알고리즘,
820 : CPU.
본 발명은 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트 카드를 이용한 각종 서비스(유료도로의 통행료 지불, 주차관제, 보안출입 등)를 이용할 수도 있고 RFID 태그 기능을 이용하여 각종 교통정보를 송수신할 수 있는 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기에 관한 것 이다.
일반적으로, 최근에는 IC칩이 내장된 비접촉식 스마트카드가 여러 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 IC칩의 내부에는 대량의 정보를 저장할 수 있고, 별도의 CPU와 메모리 등이 내장되어 있으며 접촉식 또는 비접촉식 프로토콜이 사용되어 보안성도 더욱 높아졌다. 그러고 이러한 IC칩이 내장된 스마트카드는 교통카드, 신분증, 신용카드 등에 널리 활용되고 있다.
그리고, 종래의 유료주차장에서는 스마트 카드를 1 ~ 10cm 범위이내로 근접시켜 주차요금을 결제하는 방법이 채택되어 활용되었다. 그 밖에, OBU(차량 단말기)를 차내에 설치하고, 스마트카드를 삽입한 다음 1 ~ 10 m 정도 떨어진 위치의 RSU(노상기)로부터 주차요금을 결제하는 방법도 최근에 도입되고 있다.
이러한 OBU는 스마트 카드를 꼽거나 뺄 수 있으며, 비접촉식으로 톨게이트나 유료도로, 주차설비에 설치된 RSU의 스마트카드 판독기와 데이터 전송이 가능하다. 즉, 자동차가 정차하지 않고 계속 진행하여도 RSU의 스마트카드 판독기가 이를 감지하여 주차료, 통행료 등 각종 요금을 정산하게 된다. 이러한 OBU는 RSU와의 양방향 통신방법에 따라 능동형 차량단말기와 수동형 차량단말기로 나눌 수 있다.
또한, 종래의 RFID 태그는 차량에 탑재되어 각종 교통정보로서 활용되었다. 예를 들어, BIS(Bus Information System), GIS(Geographic Information System), CVO(Commercial Vehicle Operation) 밴 등에 사용된다.
그러나, 지금까지는 스마트 카드의 인터페이스를 위한 단말기와 RFID 태그 기능을 위한 단말기가 각각 별개로 구성되어 있었다. 따라서, 이러한 2가지 기능을 동시에 수행하기 위해서는 2개의 단말기를 각각 설치하여야만 했다.
또한, 이러한 2 종류의 단말기를 하나의 단말기 셋트내에 모두 집약시킨다 하더라도 이는 단순한 주합에 불과할 것이다. 따라서, 회로가 단순히 2배가 되어 복잡해지거나, 제조단가가 절감되지 않는 등의 문제가 그대로 예상된다.
따라서, 스마트 카드의 인터페이스를 위한 단말기의 회로와 RFID 태그 기능을 위한 단말기의 회로를 효과적으로 결합하여 단일화함으로서 회로를 최소 구성으로 구현하고, 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있는 방안에 관한 연구가 진행되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 스마트 카드의 인터페이스를 위한 단말기 회로와 RFID 태그 기능을 위한 단말기 회로를 효과적으로 결합하여 단일화함으로서 회로를 최소 구성으로 구현하고, 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있는 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 웨이크-업 기능을 내장하여 전력소모를 줄이고, 배터리의 수명을 연장할 수 있는 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은, 433 또는 915 MHz와 2.45 또는 5.8 GHz 대역의 전파를 함께 수신할 수 있는 멀티모드(또는 다중 채널 구조의) 안테나를 채용하여 구조를 간단히 하고, GPS 모듈, BIS 안내용 MDT, GIS 소프트웨어 등을 선택적으로 설치 할 수 있어 다목적 사용이 가능한 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기를 제공하는 것이다.
여기서, 433 또는 915 MHz와 2.45 또는 5.8 GHz 대역은 ISM 밴드 또는 RFID 18000 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 표준을 기준으로 한 주파수 대역 및 안테나를 의미한다.
본 발명의 제 4 목적은, 스마트 카드 리더기와 ETC 모듈부 사이의 인터페이스를 13.56 MHz의 통신신호 자체 또는 소정 주파수의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하여 사용함으로서 회로의 단순화가 가능한 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기를 제공하는 것이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, UHF와 마이크로 웨이브를 동시에 수신할 수 있는 멀티모드 안테나 수단(150b); 안테나 수단(150b)으로 부터 수신된 신호에 대해 소정 주파수 이상과 미만으로 각각 분별하는 필터수단(190); 필터수단(190)을 통과한 소정 주파수 미만의 신호에 기초하는 RFID 송수신 모듈부(140b); 스마트 카드 인터페이스(220)와 연결되고, 필터수단(190)을 통과한 소정 주파수 이상의 신호에 기초하는 ETC 모듈부(120b); 및 RFID 송수신 모듈부(140b)와 ETC 모듈부(120b)를 제어하기 위해 송수신 변복조의 다중 프로토콜 알고리즘(810)이 내장된 제어수 단(800);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기(100b)에 의해 달성될 수 있다.
그리고, 안테나 수단(150b)은 915 MHz와 2.45 GHz 대역의 전파를 수신할 수 있는 멀티모드 안테나(152)인 것이 바람직하다.
또한, RFID 송수신 모듈부(140b)는 UHF와 마이크로웨이브의 세미-패시브 형태의 RFID 백-스캐터 송수신 모듈부일 수 있다.
아울러, 필터수단(190)과 제어수단(800) 사이에는 RFID 송수신 모듈부(140)와 ETC 모듈부(120)에 대해 병렬로 연결되어 소비전력을 절약할 수 있는 웨이크-업 회로부(110)가 더 구비되는 것이 더욱 바람직하다.
그리고, 안테나 수단(150b)은 UHF/마이크로웨이브의 송신전용 의사-액티브 모듈부(157)를 더 포함하는 것이 가장 바람직하다.
그리고, 안테나 수단 및 필터수단을 통과한 소정신호에 기초하여 ETC 모듈부(120b)에서 직접 스마트 카드 인터페이스부와 통신하는 구조일 수 있다.
또한, UHF/마이크로웨이브 송신전용 의사-액티브 모듈부(157)는 RF 로컬 발진기로 구성된 의사-액티브 송신모듈인 것이 적합할 수 있다.
뿐만 아니라, 스마트 카드 인터페이스(220)는 13.56 MHz의 통신신호를 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 1 인터페이스 수단을 더 포함하거나 또는
13.56 MHz의 통신신호중 847.5 KHz의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하여 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 2 인터페이스 수단을 더 포함하거나 또는
13.56 MHz의 통신신호중 105.9375 kbps의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하 여 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 3 인터페이스 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점으로서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 전술한 차량 단말기(100b)와 동일한 구성을 갖고, 차량 단말기(100b)로부터 수신된 데이터를 소정의 서버장치로 전송하는 전송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 노상기(100a)에 의해서도 달성될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량 단말기와 노상기의 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다. 단 본 발명의 명세서에서 동일한 부재번호(예를 들어, 120a, 120b)는 동일한 구성을 의미한다.
우선, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 노상기(100a)를 포함한 전체 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 노상기(100a), 스마트 카드 리더기(170), 스마트 OBU(120b), 교통정보 로컬 센터서버(300), 교통정보 중앙센터서버(600), 마스터 노상기(400), 슬레이브 노상기(500) 등으로 구성된다.
스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 노상기(100a)의 내부는 ETC 모듈부(120a)와 RFID 모듈부(140a)를 이루어져 있고, 무선 통신을 위한 안테나(150a)가 구비되어 있다. 이러한 ETC 모듈부(120a)와 RFID 모듈부(140a)는 엄밀하게 구분되는 것이 아니라 기능적인 표현일 뿐이며, 일부 공유하는 부품도 있고, 해 당 기능만을 위한 전용부품도 있다. 이러한 ETC 모듈부(120a)와 RFID 모듈부(140a)의 구체적인 내부구성에 관해서는 도 4에서 설명하기로 한다.
ETC 모듈부(120a)는 유료도로(예를 들어, 자동차 전용도로, 고속도로 등)나 주차장을 멈춤없이 통과하더라도 통행료나 주차요금 등이 자동으로 정산되도록 하기 위한 구성이다.
RFID 모듈부(140a)는 도로상의 주행을 통해 각종 교통정보(예 : 차량 속도 등)을 무선으로 제공하기 위한 태그이다. 이러한 교통정보는 지방자치단체(181)나 도로공사(183)의 교통정보 중앙센터서버(600)에서 교통상황을 관제하고 교통방송을 하는 등에 사용된다.
비록, 도 1에 도시된 노상기(100a)와 도 4에 도시된 차량 단말기(100b)는 다른 제조품이지만 내부 구성은 거의 동일하다. 따라서, 본 명세서에서는 중복 기재를 피하기 위해, 도 4에 도시된 차량 단말기(100b)의 내부 구성을 도 1에 도시된 노상기(100a)의 내부구성으로도 사용하고 설명한다.
스마트 카드 리더기(170)는 차량의 내부에 설치될 수 있는 것으로서, 13.56 MHz 의 인터페이스로 ETC 모듈부(120)와 통신한다.
스마트 OBU(120b)는 ETC 모듈부(120a)와 900 MHz(정확하게는 915 MHz) 대역으로 통신한다. 이러한 스마트 OBU(120b)는 차량의 내부에 장착되어 차량과 함께 이동하게 된다.
교통정보 로컬 센터서버(300)와 교통정보 중앙센터서버(600)는 RFID 모듈부(140a)로부터 수신되는 정보를 수집하고, 처리하며, 필요한 곳(예를 들어, 방송국, 경찰청, 고속도로 상황실, 시내 교통정보 상황실 등)에 전송하는 서버장치이다. 이러한 센터서버(300, 600)의 갯수와 설치위치는 도로와 차량의 규모에 따라 증가할 수도 있고, 통합관리될 수도 있다.
마스터 노상기(400)는 교통정보 로컬 센터서버(300) 및 교통정보 중앙센터서버(600)와 각각 LAN(또는 유무선 LAN, Wibro, 휴대폰 모뎀 등)을 통해 데이터 통신이 가능하고, 적어도 하나이상(바람직하게는 복수개의) 슬레이브 노상기(500)와 2.4 GHz 대역(정확하게는 2.45 GHz)으로 통신한다. 또한, 각각의 스마트 OBU(700)와 900 MHz 대역으로 통신한다. 그리고, 마스터 노상기(400)는 적어도 하나 이상의 BIS(420), CVO(440)에 수신된 데이터를 전송한다. 이러한 BIS(420), CVO(440)는 버스, 화물차량, 밴, 택시 등과 같은 영업용 차량(320)에 대해 운행에 필요한 도로, 교통 정보를 제공하기 때문이다.
슬레이브 노상기(500)는 마스터 노상기(400)를 중심으로 여러 대가 설치되어 운영되는 것으로서, 마스터 노상기(400)와는 2.4 GHz 대역으로 데이터 통신을 하고, 스마트 OBU(700)와는 900 MHz 대역으로 통신한다.
도 2는 도 1중 스마트 OBU(120b) 부분에 선택적으로 장착될 수 있는 각종 장치의 연결관계를 도시한 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 OBU(120b)는 차량의 내부에 고정식으로 구성될 수도 있고, 장착형으로 구성될 수도 있다. 그리고, 전원(270)을 공급받아 사용한다. 이러한 전원(270)은 차량으로부터 공급되는 12 V 배터리가 될 수도 있고, 내장된 배터리가 될 수도 있다. 도 2에서 전원(270)과 연결된 점선은 전원(270)으로부터 전력을 공급받는 경로를 의미한다.
그리고, 스마트 OBU(120b)에는 스마트 카드 인터페이스(220)외에 사용자의 선택에 따라 여러가지 편의장치(옵션)가 장착될 수 있다. 예를 들어, GPS 모듈(230)이 선택적으로 장착될 수 있다. 그 밖에 의사-액티브 방식의 RF Tx(송신기) 모듈(240) 또는 BIS(Bus Information System) 안내용 MDT(Message Data Terminal, 250)와 음성출력 및 GIS(Geographic Information System) 소프트웨어(260)가 장착될 수도 있다.
이러한 스마트 카드 인터페이스(220), GPS 모듈(230), 의사-액티브 방식의 RF Tx(송신기) 모듈(240)(특히 433 MHz 인 경우에는 송수신 모듈), BIS 안내용 MDT(250)와 음성출력 및 GIS 소프트웨어(260)의 내부 구성은 당업자에게 용이한 사항임으로 구체적인 구성 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서 의사-액티브 송신모듈(240)은 RFID 백스캐터 방식의 송신부 안테나에 직접 연결된다.
도 3은 본 발명에 따른 노상기(100a)가 실제로 사용될 수 있는 응용분야의 몇가지 예와 관련단체와의 구성관계를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노상기(100a)는 지방자치단체의 서버(181), 도로공사의 서버(183)와 연결되어 있다. 따라서, 노상기(100a)의 RFID 모듈부(140a)를 통해 수신하거나 발생하는 데이터는 네트워크를 통해 지방자치단체의 서버(181)나 도로공사의 서버(183)로 전달된다. 도 3에 도시된 관련기관 및 그 기관의 서버장치는 일예에 불과한 것으로서, 필요에 따라 타기관의 서버와 연결될 수도 있음은 물론이다.
아울러, 본 발명에 따른 노상기(100a)중 ETC 모듈부(120a)는 주차관제 시스템(185), 유로도로의 통행료 지불 시스템(187), 보안 출입관리 시스템(188), IBS(Intelligent Building System) 응용(189) 등과 연동하여 자동 결제가 가능하도록 구성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기(100b)의 구체적인 내부 블럭도이다. 도 4에 도시된 블럭도는 차량 단말기(100b)의 블럭도이지만 노상기(100a)에도 동일하게 적용되는 구성이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 단말기(100b)는 크게 안테나 수단(150b), 필터수단(190), 웨이크-업 회로부(110), ETC 모듈부(120b), RFID 모듈부(140b), MCU(800) 및 전원(270)과 비접촉식 스마트카드 인터페이스(220)로 구성된다.
안테나 수단(150b)은 433 또는 915 MHz와 2.45 또는 5.8 GHz 대역의 전파를 수신할 수 있는 멀티모드 안테나(152)이고, UHF/마이크로웨이브의 송신전용 의사-액티브 모듈부(157)를 더 포함하고 있다. 이러한 UHF/마이크로웨이브 송신전용 의사-액티브 모듈부(157)는 RF 로컬 발진기로 구성된 의사-액티브 송신모듈이다. 이와 같이 단순한 RF 로컬 발진기로 구성함으로서 원가절감이 가능한 액티브 타입 RFID 및 ETC 시스템을 구현할 수 있다.
필터수단(190)은 내부에 3개의 독립적인 밴드패스필터(192, 194, 196)를 갖추고 있으며, 특히 제 2 밴드패스필터(194)는 100 Kbps 미만의 주파수 대역을 통과 시키고, 제 3 밴드패스필터(196)는 100 Kbps 이상의 주파수 대역을 통과시킨다.
웨이크-업 회로부(110)는 차량 단말기(100b)를 절전모드(슬립 모드)에 들어가게 하거나 나오도록 하는 기능을 한다. 이러한 웨이크-업 회로부(110)는 전원 소비를 줄일 수 있고, 보안용 보조통신채널 또는 통신 프로토콜 분별보조기능이 되는 특징이 있다.
ETC 모듈부(120b)는 비접촉식 스마트카드 인터페이스(220)와 연결되어 있고, UHF/마이크로웨이브를 ISO 14443 기준의 스마트카드 통신 프로토콜이 가능하며, 비접촉식 스마트카드 인터페이스(220)(필요시 접속식도 가능)가 13.56 MHz 대역으로 통신하게 한다.
RFID 모듈부(140b)는 세미-패시브 방식의 RFID 백-스캐터 송수신 모듈이다.
MCU(800)는 내부에 Tx_Rx(송수신) 변복조 다중 프로토콜 알고리즘(810)을 내장하고 있고, 그 외에 CPU(820), 스마트 DB, SAM, DSP, RAM, FLASH 메모리, EEPROM 등을 갖추고 있다. 특히 Tx_Rx 변복조 다중 프로토콜 알고리즘(810)은 IOS 14443 기준의 스마트카드 통신 프로토콜(ETC용)과 ISO 18000 기준의 RFID 통신 프로토콜(RFID용) 및 사유(Proprietary) 고속 통신 프로토콜(ITS 용)을 분별하도록 하는 기능으로서 하드웨어적으로 구현할 수도 있고, 소프트웨어적으로 구현할 수도 있다.
전원(270)은 앞서 설명한 바와 같이, 내장 배터리이거나 차량의 전원부와 연결될 수 있고, MCU(800)에 전원을 공급한다.
스마트 카드 인터페이스(220)는 13.56 MHz의 통신신호를 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 1 인터페이스 수단을 포함한다. 이러한 인터페이스를 위해 픽업코일 형태의 송수신 루프코일 안테나부가 구비된다. 그러나, 다른 실시예로서 13,56 MHz의 통신신호중 847.5 KHz의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하여 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 2 인터페이스 수단을 포함할 수도 있다. 그리고, 또 다른 실시예로서 13.56 MHz의 통신신호중 105.9375 kbps의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하여 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 3 인터페이스 수단을 포함할 수 있다. 이와 같은 제 1, 2, 3 인터페이스 수단은 회로를 단순화할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 스마트 카드 인터페이스와 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기 및 이와 통신 가능한 노상기의 동작에 대해 설명하기로 한다.
우선, 준비단계에서, 본 발명에 따른 구성을 갖는 노상기(100a)는 유로도로의 톨케이트, 주차장의 출입구 관제장치, 불특정 도로나 다리, 고가도로, 교차로, 건물의 보안통제장치 등에 설치되어 있고, 하나의 마스터 노상기(400)는 여러대의 슬레이브 노상기(500)와 연결되어 있다. 슬레이브 노상기(500)는 저렴하여 복수 위치에 설치될 수 있고, 이로 인해, 위치 정밀도가 향상될 수 있다(예: 교통위치 정보 확인, 주차장 자동안내 기능 등). 이러한 노상기(100a)와 통신하기 위한 유무선 네트워크 및 이러한 네트워크와 각종 서버장치(예 : 300, 600 등)가 연결되어 있다고 가정한다.
아울러, 차량의 내부에는 차량단말기(100b)가 설치되어 있고, 스마트 카드는 차량 내부의 스마트 카드 리더기(170) 내에 수용되어 있거나 차량 내부의 별도의 거치대에 수용되어 있다고 가정한다. 또는 차량 단말기(100b) 내에 스마트 카드 리더기(170)가 일체로 구성되고, 스마트 카드는 이러한 리더기(170)에 삽입되어 있는 것으로 가정할 수도 있다.
이하에서는 고속도로 통행료가 자동으로 결제되는 방식에 대해 설명하도록 한다. 우선, 차량이 톨게이트를 무정차로 통과하게 되면, 노상기(100a)의 ETC 모듈부(120a)와 스마트 카드 리더기(170)가 13.56 MHz 대역으로 통신하게 된다. 보다 구체적으로는 스마트 카드 리더기(170)의 신호가 스마트 카드 인터페이스(220)를 통해 CPU(820)로 전달된다. 그리고, 또 다른 방식으로는 ETC 모듈부(120a)와 차량 단말기(100b)의 멀티모드 안테나(152)가 900 MHz 대역으로 통신한다. 그러면, 멀티모드 안테나(152)를 통해 수신된 신호는 제 3 밴드패스필터(196)를 통해 ETC 송수신 모듈부(120b)로 전송되고, 그 후, Tx_Rx 변복조 다중 프로토콜 알고리즘(810)을 통해 CPU(820)까지 전송된다. 이와 같은 양방향 통신을 통해 스마트 카드로부터 통행료가 결제된다.
이하에서는 도로를 주행함에 따라 교통정보가 생성되어 전송되는 방식에 대해 설명하도록 한다. 노상기(100a)가 설치된 교차로를 차량이 통과하게 되면, 노상기(100a)의 RFID 모듈부(140a)와 차량 단말기의 RFID (백스캐터) 모듈부(140b)가 2.45 GHz 로 통신하게 된다. 예를 들어, 멀티모드 안테나(152)를 통해 수신된 신호는 제 2 밴드패스필터(194)를 통해 RFID 모듈부(140b)로 전송되고, 그 후, Tx_Rx 변복조 다중 프로토콜 알고리즘(810)을 통해 CPU(820)까지 전송된다. 이와 같은 양방향 통신을 통해 차량의 분당 통과대수, 차량의 속도, 차량의 종류(예를 들어, 승 용차, 버스, 화물차 등) 등이 체크된다. 이렇게 수집된 교통정보들은 교통정보 로컬센터서버(300)를 통해 교통정보 중앙센터서버(600)로 집중된다. 그 다음, 교통정보 중앙센터서버(600)는 수집된 정보를 가공하여 전송수단(예 : 랜카드, 모뎀 등)을 통해 BIS 시스템, CVO 시스템, RTLS(실시간 물류정보 시스템) 등에 전송한다.
또한 본 발명의 또 다른 구성으로서 마스트 노상기(400)에서 생성된 교통정보는 교통정보 로컬센터서버(300)나 교통정보 중앙센터서버(600)로 보내지기 보다는 BIS 시스템, CVO 시스템, RTLS(실시간 물류정보 시스템) 등에 직접 전송될 수도 있다.
비록 본 발명에서는 도 1 내지 도 4의 블럭도를 개시하고 설명하였으나, 이러한 블럭의 일부를 동일한 기능을 하는 다른 블럭으로 대체하거나 부가적인 기능을 하는 블럭을 첨가하는 것은 물론 본 발명의 요지범위내일 것이다.
또한 본 발명에 따른 노상기와 차량단말기는 도 4와 같은 구성요소의 배치를 갖지만 이는 일예에 불과한 것으로서, 도 4중 각 구성요소의 위치를 재배열하거나 연결관계를 변형하는 것은 당업자에게 극히 용이한 사항일 것이다.
상기 언급한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스마트 카드의 인터페이스를 위한 단말기 회로와 RFID 태그 기능을 위한 단말기 회로를 효과적으로 결합하여 단일화함으로서 회로를 최소 구성으로 구현하고, 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있다.
그리고, 웨이크-업 기능을 내장하여 전력소모를 줄이고, 배터리의 수명을 연장할 수 있다.
아울러, 433 또는 915 MHz와 2.45 또는 5.8 GHz 대역의 전파를 함께 수신할 수 있는 멀티모드 안테나를 채용하여 구조를 간단히 하고, GPS 모듈, BIS 안내용 MDT, GIS 소프트웨어 등을 선택적으로 설치할 수 있어 다목적 사용이 가능하다.
또한, 스마트 카드 리더기와 ETC 모듈부 사이의 인터페이스를 13.56 MHz의 통신신호 자체 또는 소정 주파수의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하여 사용함으로서 회로의 단순화가 가능하다.
특히, 다중 프로토콜의 송수신을 구현함으로서, 종래의 패시브 태그보다 장거리 통신이 가능하다. 아울러, 차량 단말기의 특성상(세미-액티브 RFID 태그 구성) 인식율이 99.9% 이상이 된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (11)

  1. UHF와 마이크로 웨이브를 동시에 수신할 수 있는 안테나 수단(150b);
    상기 안테나 수단(150b)으로부터 수신된 신호에 대해 소정 주파수 이상과 미만으로 각각 분별하는 필터수단(190);
    상기 필터수단(190)을 통과한 소정 주파수 미만의 신호에 기초하는 RFID 송수신 모듈부(140b);
    스마트 카드 인터페이스(220)와 연결되고, 상기 필터수단(190)을 통과한 소정 주파수 이상의 신호에 기초하는 ETC 모듈부(120b); 및
    상기 RFID 송수신 모듈부(140b)와 ETC 모듈부(120b)를 제어하기 위해 송수신 변복조의 다중 프로토콜 알고리즘(810)이 내장된 제어수단(800);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 수단(150b)은 433 또는 915 MHz와 2.45 GHz 대역의 전파를 수신할 수 있는 멀티모드 안테나(152)인 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFID 송수신 모듈부(140b)는 UHF와 마이크로웨이브의 세미-패시브 형태 의 RFID 백-스캐터 송수신 모듈부인 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 필터수단(190)과 상기 제어수단(800) 사이에는 상기 RFID 송수신 모듈부(140)와 ETC 모듈부(120)에 대해 병렬로 연결되어 소비전력을 절약할 수 있는 웨이크-업 회로부(110)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 수단(150b)은 UHF/마이크로웨이브의 송신전용 의사-액티브 모듈부(157)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 UHF/마이크로웨이브 송신전용 의사-액티브 모듈부(157)는 RF 로컬 발진기로 구성된 의사-액티브 송신모듈인 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 카드 인터페이스(220)는 13.56 MHz의 통신신호를 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 1 인터페이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 카드 인터페이스(220)는 13.56 MHz의 통신신호중 847.5 KHz의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하여 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 2 인터페이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 카드 인터페이스(220)는 13.56 MHz의 통신신호중 105.9375 kbps의 서브캐리어/데이터 부분을 추출하여 적외선 또는 RF로 업/다운 변환하는 제 3 인터페이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 수단 및 필터수단을 통과한 소정신호에 기초하여 상기 ETC 모듈부(120b)에서 직접 스마트 카드 인터페이스부(220)와 통신하는 구조를 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 차량 단말기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 의한 차량 단말기(100b)와 동일한 구성을 갖고,
    상기 차량 단말기(100b)로부터 수신된 데이터를 소정의 서버장치로 전송하는 전송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드 인터페이스 및 RFID 태그 기능을 겸한 노상기(100a).
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