KR100776724B1 - 무전원 알에프아이디 태그를 이용한 자동차 타이어 공기 압력 및 온도 측정장치 - Google Patents

무전원 알에프아이디 태그를 이용한 자동차 타이어 공기 압력 및 온도 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무전원 RFID 태그를 이용한 자동차 타이어 공기압력 측정장치에 관한 것이다.
본 발명의 타이어 내부에 설치되는 타이어 압력 측정장치에 있어서, 상기 공기압 측정장치의 식별 아이디와 데이터를 저장하는 RFID 태그; 상기 RFID 태그의 신호를 송수신하는 안테나; 상기 RFID 태그와 안테나를 전기적으로 연결하는 스위치; 상기 스위치를 일정한 압력으로 밀어내기 위한 압축공기; 상기 스위치를 동작시키기 위해 공기가 저장된 압력감지기; 및 상기 RFID 태그, 안테나, 제1연결선, 제2연결선, 스위치, 압축공기 및 압력감지기를 내부에 포함하는 하우징을 포함하여 구성되는 자동차 타이어 압력 측정장치로 구성됨에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 무전원 RFID 태그를 이용한 자동차 타이어 압력 측정장치는 RFID 태그를 구비하여 배터리를 포함하지 않아 초소형으로 제작이 가능하며 타이어의 교체시 RFID 태그의 식별 아이디만 RFID 리더기에 입력시킴으로써 간편하게 타이어의 공기압력 측정장치를 부착할 수 있는 장점이 있으며, 타이어 공기압력 측정장치의 압축공기의 압축량을 조절하여 임계압력을 다르게 구성할 수 있고, 타이어 온도 측정장치의 탄성물의 재질에 따라 임계온도를 다르게 구성할 수 있어 공기압력이 다른 종류의 타이어에도 장착이 가능한 효과가 있다.
RFID 태그, 안테나, 압력, 온도, 스위치, 압축공기

Description

무전원 알에프아이디 태그를 이용한 자동차 타이어 공기 압력 및 온도 측정장치{An air pressure and temperature measurement apparatus of an automobile tire using non-electric power RFID Tag}
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 타이어 압력 측정장치를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 타이어 온도 측정장치를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : RFID 태그, 110, 210 : 안테나,
120, 220 : 제1연결선, 130, 230 : 제2연결선,
140 : 압축공기, 150, 240 : 스위치,
160 : 압력감지기, 170, 260 : 하우징,
180, 270 : 타이어, 250 : 탄성물
본 발명은 무전원 RFID 태그를 이용한 자동차 타이어 압력 측정장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 RFID 태그와 안테나를 이격시키고 각각의 RFID 태그와 안테나에 연결선을 부착하여 압력감지기 및 온도에 변화하는 탄성체를 구비하여 스위치의 연결에 의해 신호를 송수신하는 타이어 압력 측정장치에 관한 것이다.
자동차 타이어는 자동차와 노면이 맞닿는 유일한 부분으로 자동차의 하중을 지지하고 차량의 구동력 및 제동력을 노면에 전달하며, 노면으로부터 충격을 완화하고 자동차의 방향을 전환하거나 유지하는 기능을 수행한다. 이러한 타이어 내에 주입되는 공기압력이 규정압력보다 높으면 주행중에 트램핑(Tramping) 현상이 발생되어 승차감이 불량하고 타이어의 마모가 빨라진다.
또한, 타이어의 공기압력이 규정압력보다 낮으면 자동차의 조향조작성이 저하되어 안전사고를 유발할 수 있는 위험이 크고 연비도 떨어지기 때문에 자동차 타이어는 항상 규정된 압력을 유지하여야 한다.
그러나, 현재 타이어 압력 측정장치는 타이어 압력의 측정을 위해 온도센서, 압력센서, RF 신호를 제어하기 위한 마이컴, RF 트랜스시버(transceiver) 및 배터리 등의 많은 장치를 구비하여 타이어 압력의 변화에 의해 신호를 송신하는 방식을 사용하고 있으나, 이러한 종래의 기술에서는 타이어 압력의 이상을 체크하여 경고음을 발생할 뿐 어느 타이어의 압력에 이상이 발생했는지 알 수가 없는 단점이 존재한다.
또한, 타이어 내부에 설치되는 타이어 압력 측정장치는 신호발생 및 처리를 위한 전원이 필요하나 상당히 많은 응용분야에서는 이러한 전원공급이 어렵고 번거로울 때가 많다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서는 RFID 태그의 안테나 회로, 공진회로, 캐패시터 등과 RFID 트랜시버 사이에 스위치를 부착하여 능동적으로 RFID 태그를 동작시켜 자동차 타이어 내부의 압력 및 온도를 측정하는 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자동차 타이어에 장착된 RFID 태그의 아이디를 RFID 리더기에 등록하며, 자동차 타이어 교체시에는 새로운 타이어의 RFID 태그의 식별 아이디를 RFID 리더기에 등록하여 사용함으로써, 자동차 타이어 공기압력에 이상이 발생하는 경우 각각 타이어의 식별 아이디를 통해 어느 위치의 타이어에서 이상이 발생했는지 위치를 파악할 수 있는 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자동차 타이어에 장착되는 타이어 압력 측정장치의 임계압력 및 타이어 온도 측정장치의 임계온도를 다르게 구성함으로써, 타이어 공기압력이 다른 타이어에도 장착을 할 수 있는 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 타이어 내부에 설치되는 타이어 압력 측정장치에 있어서, 상기 공기압 측정장치의 식별 아이디와 공기압 이상 발생 데이터를 저장하는 RFID 태그; 상기 RFID 태그의 신호를 송수신하는 안테나; 상기 RFID 태그와 안테나를 전기적으로 연결하는 스위치; 상기 스위치를 일정한 압력으로 밀어내기 위한 압축공기; 상기 스위치를 동작시키기 위해 공기가 저장된 압력감지기; 및 상기 RFID 태그, 안테나, 제1연결선, 제2연결선, 스위치, 압축공기 및 압력감지기를 내부에 포함하는 하우징을 포함하여 구성되는 자동차 타이어 압력 측정장치에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 타이어 압력 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도 1을 살펴보면, 타이어(180) 압력 측정장치의 하우징(170) 내부 일측에는 식별 아이디 및 데이터를 저장한 수동형(Passive) 방식의 RFID 태그(100)가 구비되어 있고, 상기 하우징(170) 내부 타측에는 안테나(110)가 구비되어 있다. 상기 RFID 태그(100)에는 금속재질의 제1연결선(120)이 연결되어 있고, 상기 안테나(110)에는 금속재질의 제2연결선(130)이 연결되어 있다.
상기 하우징(170)은 타이어(180) 내에서 장착될 수 있는 유연한 재질로 구성한다.
또한, 상기 제1연결선(120)과 제2연결선(130)은 소정의 간격으로 이격되어 있으며, 그 사이의 하부에는 상기 제1연결선(120) 및 제2연결선(130)을 전기적으로 연결하기 위한 스위치(150)가 구비되어 있다.
상기 스위치(150)를 제1연결선(120) 및 제2연결선(130)과 연결하기 위한 동작 메커니즘은 상기 스위치(150)의 하부에 존재하는 압력감지기(160)로서 이루어진다. 상기 압력감지기(160) 내부에는 압력에 민감하게 반응하는 소정의 기체(수소, 헬륨 또는 질소 등)가 들어있어, 타이어 내부의 압력이 타이어의 정상 공기압보다 높은 경우, 압력감지기(160) 내부의 기체가 압축되고, 타이어 내부의 압력이 타이어의 정상 공기압보다 낮은 경우, 압력감지기(160) 내부의 기체가 팽창한다.
따라서, 상기 타이어(180) 내의 적정 압력에서는 상기 압력감지기(160)가 수축하고 상기 스위치(150) 상부의 압축공기(140)가 스위치(150)를 밀어내어 상기 스위치(150)가 상기 제1연결(120)선 및 제2연결선(130)과 단절된다.
그러나, 타이어(180)의 공기압력이 낮아지면, 상기 압력감지기(160) 내의 기체는 스위치(150) 상부의 압축공기(140)가 밀어내는 압력보다 더 큰 힘으로 팽창하여 상기 스위치(150)를 상부로 밀어 올려서 제1연결선(120)과 제2연결선(130)을 전기적으로 연결하게 된다.
상기 안테나(110)와 전기적으로 연결된 상기 RFID 태그(100)는 외부의 RFID 리더기에서 송신하는 신호를 수신하여 전원을 생성하고 생성된 전원으로 상기 RFID 태그(100)에 저장된 식별 아이디 및 공기압 이상 발생 데이터를 외부의 RFID 리더기에 송신함으로써 타이어 공기압력이 낮아지는 것을 알린다.
도 1의 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과한 바, 상기 제1연결선(120) 및 제2연결선(130)은 선택적으로 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 제1연결선(120) 및 제2연결선(130)을 구비하지 않고 상기 스위치(150)는 상기 RFID 태그(100) 및 안테나(110)에 직접 스위칭 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 타이어 온도 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도 2를 살펴보면, 도 1의 구성과 동일한 작용을 하는 RFID 태그(200), 안테나(210), 제1연결선(220), 제2연결선(230) 및 하우징(260)으로 구비되어 있으며, 상기 제1연결선(220)과 제2연결선(220) 하부에는 전도성 물질인 금속 재질의 스위치(240)가 상부의 제1연결선(220)과 제2연결선(230)을 스위칭하기 위해 구비되어 있다. 또한 상기 스위치(240)의 하부의 접촉면에는 탄성물(250)이 구비되어 있다.
상기 탄성물(250)은 타이어(270) 내부의 온도에 따라 변형하는 물질로서, 타이어(270) 내부의 온도가 상승하면 팽창하고, 타이어(270) 내부의 온도가 낮아지면 복원되는 특성으로 이루어져 있다.
따라서, 타이어(270) 내부가 높은 압력으로 인해 온도가 상승하게 되면, 상기 탄성물(250)이 팽창하여 상부에 있는 상기 스위치(240)가 제1연결선(220)과 제2연결선(230)을 스위칭하며, 타이어(270) 내부의 온도가 낮아지면 상기 탄성물(250)은 복원되어 상기 스위치(240)가 제1연결선(220)과 제2연결선(230)을 단절시킨다.
도 2의 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과한 바, 상기 제1연결선(220) 및 제2연결선(230)은 선택적으로 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1연결선(220) 및 제2연결선(230)을 구비하지 않고 상기 스위치(240)는 상기 RFID 태그(200) 및 안테나(210)에 직접 스위칭 될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 따르면, 자동차의 운행시 도로에 접촉되는 타이어의 하부면은 자동차의 하중에 의해 압력을 받아도 타이어 내부의 하부측과 상부측 압력이 동일하기 때문에, 자동차 하중에 의한 압력은 본 발명의 RFID 태그를 이용한 자동차 타이어 압력 측정장치에 영향을 미치지 않는다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 무전원 RFID 태그를 이용한 자동차 타이어 압력 측정장치는 RFID 태그를 구비하여 배터리를 포함하지 않아 초소형으로 제작이 가능하며 타이어의 교체시 RFID 태그의 식별 아이디만 RFID 리더기에 입력시킴으로써 간편하게 타이어의 공기압력 측정장치를 부착할 수 있는 장점이 있으며, 타이어 공기압력 측정장치의 압축공기의 압축량을 조절하여 임계 압력을 다르게 구성할 수 있고, 타이어 온도 측정장치 내의 탄성물 재질에 따라 임계 온도를 다르게 설정할 수 있어, 공기 압력에 따라 주행중인 타이어 내부의 임계 온도가 상이한 여러 종류의 자동차에 장착이 가능한 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 타이어 내부에 설치되는 타이어 압력 측정장치에 있어서,
    상기 공기압 측정장치의 식별 아이디와 공기압 이상 발생 데이터를 저장하는 RFID 태그;
    상기 RFID 태그의 신호를 송수신하는 안테나;
    상기 RFID 태그와 안테나를 전기적으로 연결하는 스위치;
    상기 스위치를 일정한 압력으로 밀어내기 위한 압축공기;
    상기 스위치를 동작시키기 위해 공기가 저장된 압력감지기; 및
    상기 RFID 태그, 안테나, 스위치, 압축공기 및 압력감지기를 내부에 포함하는 하우징
    을 포함하여 구성되는 자동차 타이어 압력 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFID 태그는 수동형 방식을 사용하는 자동차 타이어 압력 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력감지기는 타이어의 정상 압력 시 수축되어 있어 상기 스위치가 상기 RFID 태그와 안테나를 연결하지 않는 자동차 타이어 압력 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력감지기는 타이어의 낮은 압력 시 팽창되어 있어 상기 스위치가 상기 RFID 태그와 안테나를 연결하는 자동차 타이어 압력 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축공기는 공기 압축량에 따라서 상기 스위치를 밀어내는 힘 조절이 가능하여 자동차 타이어의 정상압력이 각각 다른 종류에도 사용할 수 있는 자동차 타이어 압력 측정장치.
  6. 타이어 내부에 설치되는 타이어 온도 측정장치에 있어서,
    상기 공기압 측정장치의 식별 아이디와 온도 이상 발생 데이터를 저장하는 RFID 태그;
    상기 RFID 태그의 신호를 송수신하는 안테나;
    상기 RFID 태그와 안테나를 전기적으로 연결하는 스위치;
    상기 스위치 하부에 위치하여 온도변화에 의해 형태가 변형되는 탄성물; 및
    상기 RFID 태그, 안테나, 스위치, 탄성물을 내부에 포함하는 하우징
    을 포함하여 구성되는 자동차 타이어 온도 측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 RFID 태그는 수동형 방식을 사용하는 자동차 타이어 온도 측정장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 탄성물의 변형은 온도가 올라가면 팽창하여 상기 RFID 태그와 안테나를 연결하고 온도가 낮아지면 복원되어 상기 RFID 태그와 안테나의 연결을 해제하는 자동차 타이어 온도 측정장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 탄성물은 구성되는 재질 및 모양에 따라 온도에 의해 수축하는 온도 크기가 변하는 무전원 RFID 태그를 이용한 자동차 타이어 온도 측정장치.
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