KR100767767B1 - Location information decision method by radio frequency identification - Google Patents

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KR100767767B1
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Abstract

A method for checking location information of an RFID(Radio Frequency Identification)-based mobile terminal is provided to provide more precise location information by using a phenomenon that multiple RFID tags are recognized to generate interference, without any additional hardware. When a location information estimating operation starts, a terminal determines whether or not location information is received from an RFID tag(S20). When the terminal approaches arbitrary RFID tags, the terminal determines the number of recognized RFID tags(S24). In the case of a single RFID tag, the terminal reads location information from the corresponding RFID tag(S26) and determines it as its location information(S30). When the terminal obtains location information from two or more tags, the terminal estimates precise location information according to the difference between recognition speeds of the multiple RFID tags, and determines the thusly estimated location information as its location information(S30).

Description

RFID 기반의 이동통신 단말기 위치정보 확인방법{Location Information Decision Method by Radio Frequency Identification}Location Information Decision Method by Radio Frequency Identification}

도 1은 일반적인 RFID 태그 데이터 도식도.1 is a schematic diagram of a typical RFID tag data.

도 2는 본 발명의 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법에서 사용될 수 있는 RFID 태그 데이터 도식도.Figure 2 is a schematic diagram of RFID tag data that can be used in the location information confirmation method of the RFID-based mobile communication terminal of the present invention.

도 3은 본 발명에서 RFID 태그가 듬성하게 분포한 경우 위치 정보 맵.3 is a location information map when RFID tags are sparsely distributed in the present invention.

도 4는 본 발명에서 RFID 태그가 듬성하게 분포한 경우의 위치정보 추정 알고리즘.4 is a location information estimation algorithm when the RFID tag is sparsely distributed in the present invention.

도 5는 일반적인 수동형 RFID 태그의 블록도. 5 is a block diagram of a typical passive RFID tag.

도 6은 본 발명에서 2개 이상의 RFID 태그로부터 위치 정보를 추정하는 도식도.6 is a schematic diagram of estimating location information from two or more RFID tags in the present invention.

도 7은 본 발명에서 RFID 태그가 조밀하게 분포한 경우 위치정보 맵.7 is a location information map when the RFID tag is densely distributed in the present invention.

도 8은 본 발명에서 RFID 태그가 조밀하게 분포한 경우의 위치정보 추정 알고리즘.8 is a location information estimation algorithm when the RFID tag is densely distributed in the present invention.

도 9는 본 발명에서 위치정보 용도의 RFID 태그의 이상적 인식 영역을 위한 태그 안테나 복사패턴.9 is a tag antenna radiation pattern for an ideal recognition area of an RFID tag for location information in the present invention.

도 10은 본 발명에서 위치정보 용도 RFID 리더의 이상적 인식 영역을 위한 리더 안테나 복사패턴.10 is a reader antenna radiation pattern for an ideal recognition area of a location information RFID reader in the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

11 : 위치정보를 담고 있는 RFID 태그1, 11: RFID tag containing location information 1,

12 : 위치정보를 담고 있는 RFID 태그2,12: RFID tag containing location information 2,

13 : 위치정보를 담고 있는 RFID 태그3,13: RFID tag containing location information 3,

14 : 위치정보를 담고 있는 RFID 태그4,14: RFID tag containing location information 4,

15 : 위치정보를 담고 있는 RFID 태그5,15: RFID tag containing location information 5,

21 : RFID를 이용한 위치정보 서비스 지역,21: location information service area using RFID,

22 : GPS를 이용한 위치정보 서비스 지역,22: location information service area using GPS,

23 : 2개의 RFID 태그에 의해 간섭현상이 발생되는 지역,23: area where interference is caused by 2 RFID tags,

24 : 3개의 RFID 태그에 의해 간섭현상이 발생되는 지역,24: area where interference occurs due to 3 RFID tags,

31 : 위치정보 추정용 단말기,31: terminal for estimation of location information,

32 : 위치정보 추정용 단말기 안테나,32: terminal antenna for position information estimation,

41 : 위치정보 판독의 주요 거점,41: main point of reading the location information,

51 : 데이터 헤더,51: data header,

52 : 인식 대상 정보,52: recognition target information,

53 : 위치정보,53: location information,

61 : RFID 태그의 인식거리,61: recognition distance of the RFID tag,

62 : 수동형 RFID 태그 칩 블록,62: passive RFID tag chip block,

63 : RFID 태그 안테나,63: RFID Tag Antenna,

64 : 수동형 태그 칩 내부 차지 캐패시터64: Passive Tag Chip Internal Charge Capacitor

본 발명은 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법에 관한 것으로, 특히 기존의 GPS 기반의 위치정보 서비스 기술과 RFID 기반의 위치정보 서비스 기술을 접목시켜서 대략 수 미터 이내의 오차범위 안에서 단말기 혹은 보행자의 정확한 위치정보를 확인하는 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for checking the location information of an RFID-based mobile communication terminal. In particular, by combining the existing GPS-based location information service technology and the RFID-based location information service technology, the terminal or pedestrian is within an error range of about several meters. The present invention relates to a method of confirming location information of an RFID-based mobile communication terminal for confirming accurate location information of a.

기존의 위치정보 서비스, 즉 LBS(Location Based Service) 시스템에서는 위치정보를 얻기 위해 대부분 GPS(Global Positioning System) 방식을 이용한다. 이러한 GPS 방식의 경우 매우 넓은 지역에서 보행자 혹은 운행 차량의 위치정보를 대략 50m의 오차 범위 내에서 도출할 수 있다. 그리고 이러한 오차 범위는 사전에 입력된 도로의 위치정보를 이용하여 소프트웨어적으로 보정이 가능하므로 차량용 네비게이터(navigator) 용도 등으로 사용될 수 있다. 그러나 매우 복잡한 도심지 혹은 지류가 많은 길가 등에서 보행자의 위치정보를 획득하고자 하는 경우에는 GPS 방식에서 도출할 수 있는 오차 범위가 서비스에서 필요한 오차 범위를 훨씬 넘어서게 되어 적절한 서비스가 가능하지 않다는 문제점이 있다.In the existing location information service, that is, LBS (Location Based Service) system, a GPS (Global Positioning System) method is mostly used to obtain location information. In the case of the GPS method, location information of a pedestrian or a driving vehicle can be derived within an error range of about 50 m in a very large area. In addition, since the error range can be corrected by software using previously input road position information, the error range can be used for a vehicle navigator. However, when trying to acquire the location information of a pedestrian in a very complicated downtown area or a road with many tributaries, the error range that can be derived from the GPS method far exceeds the error range required by the service, and thus, proper service is not possible.

이러한 오차 범위를 줄이기 위해 추가적으로 위치정보를 가지고 있는 비콘(beacon) 등을 설치하는 방법들이 연구되어 왔다. 하지만 이러한 방식은 곳곳에 새로운 비콘 등을 설치해야 하므로 추가적으로 비용이 소요되는 단점을 가지고 있 다. 특히 복잡한 도심지 혹은 지류가 많은 도심 보행 도로에서는 비콘의 설치가 용이하지 않으며, 나아가 다수의 비콘 설치로 인한 추가적 비용이 소요된다. 또한 위치추적 시 발생되는 오차를 소프트웨어적으로 줄이는 방법들이 연구되었지만, GPS 방식이 가지고 있는 오차 범위를 좁은 보행 도로에까지 적용시킬 수 있는 정도로 축소시키지는 데에는 기술적 한계가 있다.In order to reduce the error range, methods for installing beacons and the like having additional position information have been studied. However, this method has an additional cost because it needs to install new beacons in various places. In particular, the beacons are not easy to install in complex urban or pedestrian pedestrian roads, and additional costs are required due to the installation of multiple beacons. In addition, methods for reducing the errors generated by location tracking have been studied, but there are technical limitations in reducing the error range of the GPS method to the extent that it can be applied to narrow pedestrian roads.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 GPS 기반의 위치정보 서비스 기술과 RFID 기반의 위치정보 서비스 기술을 접목시켜서 대략 수 미터 이내의 오차범위 안에서 단말기 혹은 보행자의 정확한 위치정보를 제공하는 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by combining the existing GPS-based location information service technology and RFID-based location information service technology to obtain accurate position information of the terminal or pedestrian within an error range of about several meters. An object of the present invention is to provide a method for checking location information of an RFID-based mobile communication terminal.

본 발명의 다른 목적은 다수의 RFID 태그가 인식되어 간섭이 발생되더라도 이를 보정하기 위한 추가적 하드웨어 없이도 정확한 위치 보정을 할 수 있는 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for identifying position information of an RFID-based mobile communication terminal that can accurately correct a position without additional hardware for correcting even if a plurality of RFID tags are recognized and interference is generated.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법은 GPS 수신기, RFID 리더 및 지도데이터 저장부를 구비한 이동통신 단말기가 GPS 위성 및 거리나 특정 건물 등에 다수 부착되며 당해 부착 위치의 지리좌표 데이터가 저장된 RFID 태그와 무선 통신하여 수행되며, (a) RFID 태그로부터 상기 지리좌표 데이터가 수신되는지를 판단하는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 의 판단 결과, 상기 지리좌표 데이터가 수신되지 않는 경우에는 GPS 수신기에 의해 수신되는 위치정보를 기반으로 하여 이동통신 단말기의 현재 위치를 결정하는 단계 및 (c) 상기 단계 (a)에서의 판단 결과, 상기 지리좌표 데이터가 수신되는 경우에는 RFID 태그로부터 수신된 지리좌표 데이터에 의거하여 현재 위치를 결정하는 단계를 포함하여 이루어진다.Location information confirmation method of the RFID-based mobile communication terminal of the present invention for achieving the above object is a number of mobile communication terminal equipped with a GPS receiver, RFID reader and map data storage unit is attached to a GPS satellite and a street or a specific building Performing geographic coordinate data of the attachment position by wireless communication with the stored RFID tag, and (a) determining whether the geographical coordinate data is received from the RFID tag; (b) determining the current position of the mobile communication terminal based on the location information received by the GPS receiver when the geographic coordinate data is not received as a result of the determination in step (a); and (c) As a result of the determination in step (a), if the geographic coordinate data is received, determining the current position based on the geographic coordinate data received from the RFID tag.

전술한 구성에서, 상기 단계 (a)에서의 판단 결과, 다수의 RFID 태그로부터 상기 지리좌표 데이터가 수신되는 경우에는 다수의 RFID 태그의 인식속도의 차이에 따라 위치정보를 추정하여 현재 위치를 결정하는 것이 바람직하다.In the above-described configuration, when the geographic coordinate data is received from the plurality of RFID tags as a result of the determination in step (a), the current position is estimated by estimating the location information according to the difference in the recognition speed of the plurality of RFID tags. It is preferable.

이하에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a method for confirming the location information of the RFID-based mobile communication terminal according to an embodiment of the present invention.

RFID(Radio Frequency Identification)는 무선으로 사물을 인식하는 기술로서 크게 인식정보를 저장하고 있는 RFID 태그와 그 정보를 읽는 RFID 리더로 구분되는데, 이러한 RFID 태그와 리더는 각각에 장착된 안테나를 이용해 전자기파를 매개체로 정보의 전달을 수행한다.RFID (Radio Frequency Identification) is a technology that recognizes things wirelessly. It is divided into RFID tag that stores recognition information and RFID reader that reads the information. It carries information through the medium.

도 1은 기존 RFID 태그에 저장된 데이터의 도식도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 RFID 태그에 담기는 데이터는 크게 헤더(header)(51)와 사물에 대한 인식 정보를 담고 있는 물체의 인식 대상 정보(52), 즉 ID 디지털 데이터 부분으로 구분된다.1 is a schematic diagram of data stored in an existing RFID tag. As shown in FIG. 1, data contained in a general RFID tag is largely divided into a header 51 and object recognition information 52 of an object containing recognition information about an object, that is, an ID digital data portion. .

그러나 본 발명에서는 위치정보 서비스를 위해 RFID 태그 칩에 ID 데이터뿐만이 아니라 사전에 정확한 위치정보를 포함하고 있는 위치 데이터를 추가적으로 저장하여 활용한다.However, the present invention additionally stores and utilizes location data including accurate location information in advance in the RFID tag chip as well as ID data for location information service.

도 2는 본 발명의 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법에서 사용될 수 있는 RFID 태그 데이터 도식도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 RFID 태그에는 기존 태그에 담기는 헤더(51)와 인식 대상 정보(52) 이외에 당해 태그가 부착될 위치를 나타내는 위치정보(53), 즉 지리좌표정보가 추가로 저장되어 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 RFID 태그에는 그 부착 위치에 대한 지리좌표정보가 추가로 저장되어 있기 때문에 RFID 시스템을 이용하여 보다 정확한 위치정보 서비스가 가능해진다.2 is a schematic diagram of RFID tag data that can be used in the method for checking location information of an RFID-based mobile communication terminal of the present invention. As shown in FIG. 2, the RFID tag used in the present invention includes location information 53 indicating a location to which the tag is attached, in addition to the header 51 and the recognition target information 52 contained in the existing tag, that is, a geographical coordinate. Additional information is stored. As a result, the RFID tag according to the present invention further stores geographic coordinate information on the attachment position, thereby enabling more accurate location information service using the RFID system.

한편, RFID 태그로부터 위치정보를 획득하는 방법은 다음의 2가지 시나리오로 요약할 수 있는데, 그 첫 번째는 태그가 듬성하게 분포하는 경우의 위치정보를 추정하는 방법이고, 그 두 번째는 태그가 조밀하게 분포할 경우의 위치정보 추정 방법이다. 먼저 첫 번째 위치정보 추정 방법에 대해 설명한다.On the other hand, the method of acquiring the location information from the RFID tag can be summarized into the following two scenarios, the first of which is a method of estimating the location information when the tag is distributed very sparse, and the second is a dense tag. This is a location information estimation method in case of distribution. First, the first location information estimation method will be described.

도 3은 본 발명에서 RFID 태그가 듬성하게 분포한 경우 위치 정보 맵인바, 참조번호 11, 12 및 13은 각각 고유의 위치정보를 담고 있는 RFID 태그1, 태그2 및 태그3을 나타내고, 21 및 22는 각각 RFID 및 GPS를 이용한 위치정보 서비스 지역을 나타내며, 61은 RFID 태그의 인식거리를 나타낸다. 도 3에서 RFID의 위치정보 오차는 대략 5m 이내인 반면에 GPS의 위치정보 오차는 50m 이내라는 큰 값을 가지고 있다. 따라서 정확한 위치정보를 요구하는 장소에서 본 발명에서 제안된 위치정보를 담고 있는 RFID 태그를 다수 부착하여 사용하면 RFID 태그의 수에 비례한 넓은 지역에서 오차가 적은 위치정보를 추정할 수 있게 된다. 3 is a location information map when RFID tags are sparsely distributed in the present invention, and reference numerals 11, 12, and 13 represent RFID tags 1, 2, and 3 respectively containing unique location information, and 21 and 22. FIG. Denotes a location information service area using RFID and GPS, and 61 denotes a recognition distance of an RFID tag. In FIG. 3, the positional error of the RFID is within about 5m, while the positional error of the GPS is within 50m. Therefore, when a large number of RFID tags containing the location information proposed in the present invention are attached to a place requiring accurate location information, location information with less error can be estimated in a large area proportional to the number of RFID tags.

도 4는 본 발명에서 도 3과 같이 RFID 태그가 듬성하게 분포한 경우의 위치정보 추정 알고리즘이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 위치정보 추정 작업이 시작되면 단말기는 먼저 RFID 태그로부터 위치정보가 수신되는지를 판단(단계 S10)하는데, 수신되지 않는 경우에는 GPS 수신기를 이용하여 현재 자신의 위치를 결정(단계 S12)하게 된다. 이때 GPS는 기존의 기술을 이용하기 때문에 약 50m의 오차 범위(22)를 가지게 된다. 그러나 단말기가 임의의 어느 하나의 RFID 태그에 가까이 근접(단계 S12)하여 RFID 태그의 인식영역(21) 안으로 들어오게 되면 당해 RFID 태그로부터 사전에 저장된 위치정보를 획득(단계 S14)하게 되는데, 이때 RFID 태그의 인식거리에 따라 오차 범위, 예를 들어 5m 이내의 오차 범위를 갖는 위치정보를 획득할 수 있다. 이러한 오차 범위를 축소시키기 위해 본 발명에서는 태그에 저장된 위치 정보와 단위 시간당 태그의 인식 횟수를 이용하여 위치를 추정한다. 단말기로부터 태그까지의 위치정보를 획득하는 일반화된 수식은 아래의 수학식 1와 같이 표현될 수 있다.FIG. 4 is a location information estimation algorithm when the RFID tag is sparsely distributed as shown in FIG. 3 in the present invention. As shown in FIG. 4, when the location information estimation operation is started, the terminal first determines whether location information is received from the RFID tag (step S10). If not, the terminal determines its current location using a GPS receiver. (Step S12). At this time, since the GPS uses the existing technology, the GPS has an error range 22 of about 50 m. However, when the terminal comes close to any one RFID tag (step S12) and enters the recognition area 21 of the RFID tag, the terminal acquires previously stored position information from the RFID tag (step S14). According to the recognition distance of the tag, position information having an error range, for example, an error range within 5 m may be obtained. In order to reduce the error range, the present invention estimates the location using the location information stored in the tag and the number of recognition of the tag per unit time. A generalized equation for obtaining location information from a terminal to a tag may be expressed as in Equation 1 below.

Figure 112006034164064-pat00001
Figure 112006034164064-pat00001

여기서 R은 단말기로부터 태그까지의 거리를 말하며, R max 는 태그의 최대 인식거리, N max 는 단위 시간당 최대 인식횟수이다. 또한 N은 현재 위치에서 태그의 인식횟수를 의미한다. 따라서 태그가 듬성하게 위치할 경우, 약 5m 의 인식거리 오차를 가지지만 단위시간당 인식횟수와 태그에 내재된 위치정보를 이용하면 보다 적은 오차 범위 내에서 위치 정보를 추정할 수 있다. 물론 사용되는 RFID 태그 자체의 인식거리 조정을 통해 특정 LBS에 적합하도록 그 오차 범위를 조절할 수도 있다. Where R is the distance from the terminal to the tag, R max is the maximum recognition distance of the tag, N max is the maximum number of times per unit time. In addition, N means the number of times the tag is recognized at the current position. Therefore, when the tag is sparsely positioned, it has a recognition distance error of about 5m, but by using the number of recognition per unit time and the location information embedded in the tag, the location information can be estimated within a smaller error range. Of course, by adjusting the recognition distance of the RFID tag itself used, the error range can be adjusted to suit the specific LBS.

본 발명에서 사용되는 RFID 시스템은 위치정보 용도로 적절한 원거리 인식거리 성능인 대략 2m 이상 10m 이내 인식거리를 확보하기 위하여 UHF 및 ISM 대역의 RFID 등이 사용 가능하나 좁은 지역에서 매우 정밀한 위치추정을 위해 인식거리가 대략 1m 이내인 HF 대역 RFID도 사용될 수 있다. 또한 수동형 RFID 태그의 경우 그 생산비용이 매우 저렴하므로, 보다 정교한 위치추정 시스템을 구축하는데 소요되는 비용을 매우 절감할 수 있다. 일반적으로 UHF 대역 수동형 RFID 태그가 약 5m의 인식거리를 가지므로 RFID 태그가 듬성하게 위치할 경우에는 약 5m 오차를 갖는 위치정보를 획득할 수 있지만 본 발명에서 제안된 방법을 사용할 경우, 보다 적은 오차 범위 내에서 위치 추정이 가능하다. The RFID system used in the present invention can use UHF and ISM band RFID to secure the recognition distance within the range of about 2m to 10m, which is suitable for the location information, but it can be recognized for very precise location estimation in a narrow area. HF band RFID with a distance of about 1 m or less may also be used. In addition, the production cost of the passive RFID tag is very low, which can greatly reduce the cost of building a more sophisticated positioning system. In general, since the UHF band passive RFID tag has a recognition distance of about 5 m, when the RFID tag is sparsely positioned, position information having an error of about 5 m can be obtained, but when using the method proposed in the present invention, less error is obtained. Position estimation is possible within the range.

다음으로 RFID 태그가 조밀하게 분포된 경우의 위치정보 추정방법에 대해 설명한다. RFID 태그가 조밀하게 위치할 경우에는 다수의 RFID 태그로부터 간섭을 받게 된다. 따라서 간섭된 RFID 태그들로부터의 정보를 이용하여 위치정보 오차를 더욱 줄일 수 있는 방법이 요구되는데, 본 발명에서는 각각의 근접한 RFID 태그들의 초당 인식 속도의 차이를 이용하여 위치를 추정한다.Next, a description will be given of a method of estimating location information when the RFID tag is densely distributed. If the RFID tag is located densely, it will be interfered with by multiple RFID tags. Accordingly, there is a need for a method of further reducing location error by using information from interfering RFID tags. In the present invention, a location is estimated using a difference in recognition speeds per second of adjacent RFID tags.

도 5는 일반적인 수동형 RFID 태그 칩의 블록도인바, 도 5에서 참조번호 62는 수동형 RFID 태그 칩 블록을 나타내고, 63은 RFID 태그 안테나를 나타내며, 64는 수동형 태그 칩 내부의 차지 캐패시터(charge capacitor)를 나타낸다. 도 5에 도시한 바와 같이, 수동형 RFID 태그는 RFID 리더로부터 송출되는 전자파를 흡수하 여 자신의 전원으로 사용한다. 즉, RFID 태그가 RFID 리더로부터 가까워질수록 DC 전원으로 사용되는 차지 캐패시터(64)의 충전에 소요되는 시간이 감소하기 때문에 단위 시간당 RFID 태그를 인식하는 속도가 증가한다. 따라서 단말기에 의해 인식된 다수 RFID 태그의 각각의 인식 속도의 차이를 이용하면 보다 정확하게 위치를 추정할 수 있다.5 is a block diagram of a general passive RFID tag chip, reference numeral 62 in FIG. 5 denotes a passive RFID tag chip block, 63 denotes an RFID tag antenna, and 64 denotes a charge capacitor inside the passive tag chip. Indicates. As shown in FIG. 5, the passive RFID tag absorbs electromagnetic waves transmitted from the RFID reader and uses the same as its own power source. That is, as the RFID tag is closer to the RFID reader, the time required for charging the charge capacitor 64 used as the DC power is reduced, so that the speed of recognizing the RFID tag per unit time increases. Therefore, by using the difference in the recognition speeds of the plurality of RFID tags recognized by the terminal, the position can be estimated more accurately.

도 6은 본 발명에서 2개 이상의 RFID 태그로부터 위치 정보를 추정하는 도식도로서, 각 RFID 태그의 인식속도의 차이를 이용하여 위치를 추정하는 방법을 보이고 있다. 도 6에서, (x, y)는 RFID 태그1(11)과 RFID 태그2(12)의 위치정보로부터 새롭게 추정되는 단말기(31)의 위치이며, (x, y)1과 (x, y)2는 각각 RFID 태그1(11)과 RFID 태그2(12)에 내재된 위치정보이다. 또한 N 1 N 2 는 각각 RFID 태그의 단위시간당 인식횟수이다. 따라서 다수의 RFID 태그에 내재된 위치정보로부터 단말기의 정확한 위치정보를 획득하는 일반화된 수식은 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.FIG. 6 is a schematic diagram of estimating location information from two or more RFID tags in the present invention, and shows a method of estimating a location using a difference in recognition speed of each RFID tag. In FIG. 6, ( x , y ) is the position of the terminal 31 newly estimated from the position information of the RFID tag 1 11 and the RFID tag 2 12, and ( x , y ) 1 and ( x , y ). 2 is location information embedded in the RFID tag 1 11 and the RFID tag 2 12, respectively. In addition, N 1 and N 2 are the recognition times per unit time of the RFID tag, respectively. Therefore, a generalized equation for acquiring accurate location information of the terminal from the location information embedded in the plurality of RFID tags may be expressed by Equation 2 below.

Figure 112006034164064-pat00002
Figure 112006034164064-pat00002

위의 수학식 2에서 K는 단말기(31)에 의해 인식된 임의의 RFID 태그 수를 의미한다.In Equation 2 above, K means an arbitrary number of RFID tags recognized by the terminal 31.

도 7은 본 발명에서 RFID 태그가 조밀하게 분포한 경우 위치정보 맵, 즉 다 수의 RFID 태그가 조밀하게 위치할 경우의 인식상황을 나타낸 맵인바, 다수의 RFID 태그로부터 위치정보를 획득하더라도 위의 위치 추정 방법을 적용하면 각각의 RFID 태그로부터 수신된 신호를 위치 오차가 보다 적은 정확한 위치정보 추정 데이터로 활용할 수 있다. 도 7에서 참조번호 11 내지 15는 각각 위치정보를 담고 있는 RFID 태그1 내지 RFID 태그5를 나타내고, 21 및 22는 각각 RFID 및 GPS를 이용한 위치정보 서비스 지역을 나타내며, 23 및 24는 각각 2개 및 3개의 RFID 태그에 의해 간섭현상이 발생되는 지역을 나타낸다.FIG. 7 is a map showing a location information map when the RFID tags are densely distributed, that is, a recognition situation when a plurality of RFID tags are densely located. By applying the location estimation method, the signals received from each RFID tag can be utilized as accurate location information estimation data with less location error. In FIG. 7, reference numerals 11 to 15 denote RFID tags 1 to RFID tag 5 each containing location information, 21 and 22 denote location information service areas using RFID and GPS, respectively, and 23 and 24 denote two and It shows the area where interference is caused by three RFID tags.

도 8은 본 발명에서 도 7과 같이 RFID 태그가 조밀하게 분포한 경우의 위치정보 추정 알고리즘이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 위치정보 추정 작업이 시작되면 단말기는 먼저 RFID 태그로부터 위치정보가 수신되는지를 판단(단계 S20)하는데, 수신되지 않는 경우에는 GPS 수신기를 이용하여 현재 자신의 위치를 판독(단계 S22)한 후에 이를 자신의 위치정보로 결정(단계 S30)하게 된다. 이때 GPS는 기존의 기술을 이용하기 때문에 약 50m의 오차 범위(22)를 가지게 된다.FIG. 8 is a location information estimation algorithm when the RFID tag is densely distributed as in FIG. 7 according to the present invention. As shown in FIG. 8, when the location information estimation operation is started, the terminal first determines whether location information is received from the RFID tag (step S20). If not, the terminal reads its current location using a GPS receiver. After (step S22), it is determined as its position information (step S30). At this time, since the GPS uses the existing technology, the GPS has an error range 22 of about 50 m.

그러나 단말기가 임의의 RFID 태그에 가까이 근접하게 되면, 인식된 RFID 태그의 개수를 판단(단계 S24)하게 되는데, 1개의 RFID 태그인 경우에는 당해 RFID 태그로부터 위치정보를 판독(단계 S26)한 후에 이를 자신의 위치정보로 결정(단계 S30)하게 된다. 반면에, 2개 이상의 RFID 태그로부터 위치정보를 획득하게 되면, 각각의 RFID 태그의 단위 시간당 인식횟수를 측정한 후에 앞서 서술한 위치추정 방법을 이용, 즉 다수 RFID 태그의 인식 속도의 차이에 따라 정확한 위치정보를 추정(단계 S28)한 후에 이렇게 추정된 위치정보를 자신의 위치정보로 결정(단계 S30) 하게 된다. 따라서 본 발명은 부가적인 하드웨어가 필요하지 않으며, 간단한 소프트웨어의 기능 추가만으로 다수의 RFID 태그로부터 보다 정확한 위치를 추정, 즉 도 7에 도시한 바와 같이 2.5m 이내의 오차 범위 내에서 위치정보를 추정할 수 있다. However, when the terminal is close to an arbitrary RFID tag, the number of recognized RFID tags is determined (step S24). In the case of one RFID tag, the terminal reads the location information from the RFID tag (step S26). It is determined based on its own location information (step S30). On the other hand, if the position information is acquired from two or more RFID tags, the number of recognition per unit time of each RFID tag is measured, and then the position estimation method described above is used. After estimating the positional information (step S28), the estimated positional information is determined as its own positional information (step S30). Therefore, the present invention does not require any additional hardware, and it is possible to estimate a more accurate position from a plurality of RFID tags only by adding a simple software function, that is, to estimate position information within an error range of 2.5 m or less as shown in FIG. Can be.

도 9는 본 발명에서 위치정보 용도의 RFID 태그의 이상적 인식 영역을 위한 태그 안테나 복사패턴인바, 참조번호 11은 위치정보를 담고 있는 RFID 태그1을 나타내고, 41은 위치정보 판독의 주요 거점을 나타낸다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 적용되는 RFID 태그(11)는 위치정보를 판독하는 주요 거점(41)에 다수 부착되어 사용될 수 있으며, 부착된 상태에서 안테나의 복사패턴이 점선으로 도시한 바와 같이 가능한 등방성(omni-direction) 형태를 가져야 한다.9 is a tag antenna radiation pattern for an ideal recognition area of an RFID tag for location information in the present invention. Reference numeral 11 denotes an RFID tag 1 containing location information, and 41 denotes a main point of reading location information. As shown in FIG. 9, a plurality of RFID tags 11 applied to the present invention may be attached to a main base 41 for reading position information, and the radiation pattern of the antenna in the attached state is shown by a dotted line. As possible, it should be as omni-direction as possible.

도 10은 본 발명에서 위치정보 용도 RFID 리더의 이상적 인식 영역을 위한 리더 안테나 복사패턴이다. 본 발명에 적용되는 RFID 리더는 단말기에 GPS 시스템과 함께 내재되어 정확한 위치추정을 가능케 하는데, 이를 위해 리더기에 부착된 안테나(32)는 일반적인 안테나와 달리 도 10에 점선으로 도시한 바와 같이 특정 방향으로의 지향성이 없는 등방성 복사 패턴을 가져야 한다.10 is a reader antenna radiation pattern for an ideal recognition area of a location information RFID reader in the present invention. The RFID reader applied to the present invention is inherent in the terminal together with the GPS system to enable accurate position estimation. For this purpose, the antenna 32 attached to the reader has a specific direction as shown by a dotted line in FIG. It should have an isotropic radiation pattern without directivity.

이상과 같이 본 발명 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법을 그 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리 범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한 다.As described above, the method for confirming location information of the RFID-based mobile communication terminal has been described with reference to the embodiments. However, this is merely to describe the invention, and a person having ordinary knowledge in the art to which the present invention pertains can It will be understood that various modifications or equivalent embodiments are possible from the detailed description. Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims.

한편, 본 발명이 적용되는 단말기에는 GPS 수신기, 지도정보 데이터베이스 및 RFID 리더기를 갖춘 이동통신장치로서의 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications) 및 PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000 단말기와 포켓 PC로서의 HPC(Hand PC), PIS(Personal Information Processor), PDD(Personal Digital Device), PDA(Personal Digital Assistant) 및 이들 기능을 겸비한 제품으로 스마트 폰(Smart Phone) 등이 포함될 수 있고, 이외에도 단순히 위치정보 서비스 전용의 단말기가 포함될 수도 있다.Meanwhile, terminals to which the present invention is applied include a personal communication system (PCS), a global system for mobile communications (GSM), a personal digital cellular (PDC), and a personal health device (PHS) as a mobile communication device having a GPS receiver, a map information database, and an RFID reader. Handyphone System (IMT), International Mobile Telecommunication (IMT) -2000 terminal, HPC (Hand PC) as Pocket PC, PIS (Personal Information Processor), PDD (Personal Digital Device), PDA (Personal Digital Assistant) A smart phone or the like may be included. In addition, a terminal dedicated to the location information service may be included.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법에 따르면, 기존의 GPS 기반의 위치정보 서비스 기술과 RFID 기반의 위치정보 서비스 기술을 접목시켜서 대략 수 미터 이내의 오차범위 안에서 단말기 혹은 보행자의 정확한 위치정보를 제공할 수 있으며, 나아가 다수의 RFID 태그가 인식되어 간섭이 발생되는 현상을 이용하여 추가적 하드웨어 없이도 더욱 정확한 위치정보를 제공할 수 있다.According to the method for confirming the location information of the RFID-based mobile communication terminal of the present invention as described above, by combining the existing GPS-based location information service technology and RFID-based location information service technology within an error range of about several meters. Accurate location information of a terminal or a pedestrian can be provided, and further, by using a phenomenon in which a plurality of RFID tags are recognized and interference is generated, more accurate location information can be provided without additional hardware.

Claims (7)

GPS 수신기, RFID 리더 및 지도데이터 저장부를 구비한 이동통신 단말기가 GPS 위성 및 거리나 특정 건물에 다수 부착되며 당해 부착 위치의 지리좌표 데이터가 저장된 RFID 태그와 무선 통신하여 수행되며,A mobile communication terminal having a GPS receiver, an RFID reader, and a map data storage unit is wirelessly connected to a GPS satellite and an RFID tag that is attached to a plurality of GPS satellites and a street or a specific building and stores geographic coordinate data of the attachment position. (a) RFID 태그로부터 상기 지리좌표 데이터가 수신되는지를 판단하는 단계;(a) determining whether the geographic coordinate data is received from an RFID tag; (b) 상기 단계 (a)에서의 판단 결과, 상기 지리좌표 데이터가 수신되지 않는 경우에는 GPS 수신기에 의해 수신되는 위치정보를 기반으로 하여 이동통신 단말기의 현재 위치를 결정하는 단계 및(b) determining the current position of the mobile communication terminal based on the location information received by the GPS receiver when the geographical coordinate data is not received as a result of the determination in step (a); and (c) 상기 단계 (a)에서의 판단 결과, 상기 지리좌표 데이터가 수신되는 경우에는 RFID 태그로부터 수신된 지리좌표 데이터에 의거하여 현재 위치를 결정하되, 단일 RFID 태그로부터 상기 지리좌표 데이터가 수신되는 경우에는 상기 지리좌표 데이터와 단위 시간당 RFID 태그의 인식 회수를 이용하여 위치정보를 추정하여 상기 현재 위치를 결정하고, 다수 RFID 태그로부터 상기 지리좌표 데이터가 수신되는 경우에는 다수 RFID 태그의 인식속도의 차이에 따라 위치 정보를 추정하여 현재 위치를 결정하는 단계를 포함하여 이루어진 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법.(c) If the geo-coordinate data is received as a result of the determination in step (a), the current position is determined based on the geo-coordinate data received from the RFID tag, and the geo-coordinate data is received from a single RFID tag. In this case, the current position is determined by estimating the location information by using the geocoordinate data and the number of recognition of the RFID tag per unit time, and when the geocoordinate data is received from the multiple RFID tags, the difference in recognition speed of the multiple RFID tags is determined. And estimating the location information to determine the current location of the RFID-based mobile communication terminal. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 단일 RFID 태그로부터 상기 지리좌표 데이터가 수신되는 경우에
Figure 112007026746972-pat00003
에 의해 상기 위치정보를 추정하되,
The method of claim 1, wherein the geocoordinate data is received from a single RFID tag.
Figure 112007026746972-pat00003
Estimate the location information by
상기 수학식에서 R은 인식된 RFID 태그의 위치정보로부터 새롭게 추정되는 태그와 이동통신 단말기 사이의 거리이고,In the above equation, R is the distance between the tag newly estimated from the position information of the recognized RFID tag and the mobile communication terminal, Rmax Nmax 는 각각 RFID 태그의 최대 인식거리와 단위시간당 최대 인식횟수이고, R max and N max are the maximum recognition distance of RFID tag and the maximum number of recognition per unit time, respectively. N은 현재위치에서의 단위시간당 인식횟수를 나타내는 것을 특징으로 하는 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법. N is a method for checking position information of an RFID-based mobile communication terminal, characterized in that it represents the number of recognition per unit time at the current position.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 다수 RFID 태그로부터 상기 지리좌표 데이터가 수신되는 경우에
Figure 112007026746972-pat00004
에 의해 상기 위치정보를 추정하되,
The method of claim 1, wherein the geocoordinate data is received from the plurality of RFID tags.
Figure 112007026746972-pat00004
Estimate the location information by
상기 수학식에서 (x, y)는 다수 RFID 태그의 위치정보로부터 새롭게 추정되는 이동통신 단말기의 현재 위치이고,In the above equation ( x , y ) is the current position of the mobile communication terminal newly estimated from the position information of the plurality of RFID tags,
Figure 112007026746972-pat00015
는 다수 RFID 태그 각각에 내재된 위치정보이며,
Figure 112007026746972-pat00015
Is location information embedded in each RFID tag.
Figure 112007026746972-pat00016
는 다수 RFID 태그의 단위시간당 인식횟수이고,
Figure 112007026746972-pat00016
Is the number of recognition per unit time of multiple RFID tags,
K는 이동통신 단말기에 의해 인식된 다수 RFID 태그의 개수를 나타내는 것을 특징으로 하는 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법. K denotes the number of the plurality of RFID tags recognized by the mobile communication terminal.
제 1 항, 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, RFID 태그는 지향성이 없는 등방성 태그인 것을 특징으로 하는 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법.The method according to any one of claims 1, 3 and 5, wherein the RFID tag is an isotropic tag having no directivity. 제 1 항, 제 3 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, RFID 리더의 안테나는 지향성이 없는 등방성 방사 특성을 갖는 안테나인 것을 특징으로 하는 RFID 기반의 이동통신 단말기의 위치정보 확인방법.6. The method of claim 1, 3, or 5, wherein the antenna of the RFID reader is an antenna having an isotropic radiation characteristic without directivity.
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