KR100784055B1

KR100784055B1 - Ｒｆｉｄ 동기화 시스템

Info

Publication number: KR100784055B1
Application number: KR1020060111623A
Authority: KR
Inventors: 김남윤
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2007-12-10
Also published as: CN101502053A; CN101502053B

Abstract

본 발명에 의한 RFID 동기화 시스템은 RFID 신호 대역에 할당된 다수개의 채널을 감시하고, 간섭이 일어난 채널의 주파수를 감지하여 간섭정보를 생성하는 간섭정보생성부; 상기 간섭정보를 전달받아 주파수 호핑의 동기화 정보를 생성하는 스위칭제어부; 상기 간섭정보를 전달받아 호핑 주기의 코딩 정보를 생성하는 호핑제어부; 및 상기 동기화 정보와 상기 코딩 정보를 전달받아 시간적으로 차별화된 주파수 호핑을 처리하는 통신제어부를 포함하는 RFID 통신모듈; 및 맥(MAC; Media Access Controller)정보, 네트워크 구성정보를 이용하여 근거리 무선 네트워크를 구성하고, 상기 근거리 무선 네트워크를 통하여 상기 간섭정보를 공유하는 근거리 통신모듈을 포함한다.

본 발명에 의하면, 태그의 인식률을 획기적으로 향상시킬 수 있고, 간섭 현상을 배제할 수 있으므로 리더의 배치 자유도를 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 빌딩과 같은 시설 환경에 구애받지 않고 RFID 네트워크를 효율적으로 구축할 수 있으며, 다수개의 리더들을 제어하기 위하여 복잡한 통제 시스템을 구비할 필요가 없게 되는 효과가 있다.

Description

ＲＦＩＤ 동기화 시스템{Syncronization system of Radio Frequency IDentification}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템이 네트워크와 연결되는 형태를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템의 RFID 리더의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 리더의 리더제어부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템의 RFID 리더의 스위칭 타임을 예시적으로 도시한 다이어그램.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템의 RFID 리더의 호핑 주기를 예시적으로 도시한 다이어그램.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템의 지그비모듈이 처리하는 데이터 영역을 예시적으로 도시한 프로토콜 스택 구조도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템의 지그비모듈의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템의 지그비모듈이 형성하 는 네트워크 토폴로지(Topology)를 예시적으로 도시한 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100: RFID 동기화 시스템 110: 신호분리부

120: 지그비모듈 130: RFID 리더

132: 감지부 134: 리더제어부

134a: 간섭정보생성부 134b: 스위칭제어부

134c: 호핑제어부 134d: 통신제어부

136: 통신부 200: 제1네트워크

300: 제2네트워크 400: 태그

본 발명은 태그의 인식률을 향상시킬 수 있는 RFID 동기화 시스템에 관한 것이다.

현재, 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술이 많은 이들의 주목을 받고 있는데, 유비쿼터스 네트워크 기술이란 시간과 장소에 구애됨이 없이 다양한 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다.

이러한 유비쿼터스 네트워크 기술의 예로서 RFID 기술을 들 수 있으며, 그 중에서 상거래에 도입된 RFID 기술이 대표적이다.

일반적으로, 상거래형 RFID 시스템은 상품에 부착되어 세부정보가 내장된 RFID 태그, RFID 태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 RFID리더로 이루어지며, 상품에 부착된 상기 RFID 태그는 RFID리더가 위치되는 지역을 통과하며 RF통신을 이용하여 정보를 전달하게 되므로 상품의 유통, 조립, 가격 변동, 판매 등의 물류/유통 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공한다.

한편, 종래의 RFID 리더는 ASK(Amplitude Shift keying) 변조 방식을 이용한 포락선 검파를 통하여 구현되는 것이 일반적이며, 종래의 설계 방식에 의하면, 비트 오율이 저하되므로 데이터 인식률이 낮게 형성된다는 단점이 있다.

또한, RFID 리더는 고속으로 이동하는 태그를 대상으로 하기 때문에 전파 환경의 변화가 심하고, 외부의 환경 변화에 따라 수신 신호의 변화가 크게 발생되는데, 특히 RFID 리더 간의 주파수 간섭 현상은 RFID 태그의 인식률에 큰 영향을 준다.

RFID 주파수는 125 KHz, 135 KHz와 같은 저주파(LF), 13.56 MHz와 같은 고주파(HF), 433 MHz, 900 MHz 대역의 극초단파(UHF), 2.45 GHz 대역의 마이크로파 등으로 다양한데, 안테나와 통신모듈을 저렴하고 작게 만들 수 있는 점, 인식 거리가 길고 다수의 태그를 구분할 수 있는 점 등의 장점으로 인하여 900 MHz 대역의 주파수가 널리 활용될 전망이다.

그러나, 900 MHz 대역의 주파수는 전체 주파수 대역폭이 좁고, 캐리어 수가 적으므로 간섭 현상의 영향을 크게 받으며, 특히 다수개의 리더가 설치되는 경우 리더 사이 및 태그 사이에 발생되는 전파 간섭은 태그 정보를 안정적으로 처리하는데 큰 장애로 인식되고 있다.

따라서, 전파 간섭의 영향을 배제하여 태그의 인식률을 향상시킬 수 있는 리더 제어 기술 및 채널 코딩 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 전파 간섭 현상을 배제하여 태그의 인식률이 향상되는 RFID 동기화 시스템을 제공한다.

본 발명은 근거리 무선 네트워크를 통하여 주파수 호핑 정보를 공유함으로써 다수개의 리더를 제어하고 태그 정보를 효율적으로 처리할 수 있으며, 전파 간섭 현상을 최소화할 수 있는 RFID 동기화 시스템을 제공한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RFDI 동기화 시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)이 네트워크(200, 300)와 연결되는 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)은 크게 RFID 통신모듈, 근거리 통신모듈을 포함하여 이루어지는데, 도 1에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 통신모듈은 RFID 리더(130)로 구비되고 근거리 통신모듈은 지그비(Zigbee) 모듈(120)로 구비된다.

또한, RFID 리더(130)와 지그비 모듈(120)은 신호분리부(110)를 통하여 안테나(105)를 공유하며, 상기 지그비 모듈(120)은 다른 RFID 동기화 시스템의 지그비 모듈과 제1네트워크(이하, "지그비 네트워크"라 한다)(200)를 형성하고, 상기 RFID 리더(130)는 제2네트워크(이하, "RFID 네트워크"라 한다)(300)를 통하여 다수개의 태그(400)와 통신을 수행한다.

본 발명의 실시예에서 상기 근거리 통신모듈은 지그비 모듈(120)로 구비되는 것으로 하였으나, 근거리 통신을 수행하는 다른 무선통신 시스템으로 구비될 수 있으며 이러한 경우, 상기 제1네트워크(200)는 Wi-Fi(무선랜), UWB(Ultra Wide Band), 블루투스(Bluetooth), WiMax(World interoperability for Microwave access), DSRC(Dedicated Short Range Communication) 등의 네트워크로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 RFID 리더(130)는 900 MHz 대역의 UHF 대역을 이용하여 태그(400)와 통신을 수행하는 것으로 한다.

상기 태그(400)는 물품에 부착되어 물품정보를 포함하는 태그정보를 송신하 고, 상기 RFID 리더(130)는 물품의 이동 영역, 가령 빌딩이나 창고 시설 등에 설치되어 태그(400)로 정보요청신호를 송출하며, 태그(400)로부터 태그정보를 수신하여 처리한다.

본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)은, 가령 빌딩과 같은 공간에 다수개로 구비될 수 있으며, 수신신호의 세기를 측정하여 간섭정보를 생성하고, 생성된 간섭정보를 지그비 네트워크(200)를 통하여 상호 공유함으로써 RFID 네트워크(300) 상의 주파수 호핑을 처리할 수 있다.

일반적으로, UHF 대역의 RFID 채널은 15개의 채널로 이루어지는데, 상기 RFID 리더(130)는 시간적으로 차별화된 주파수 호핑을 처리하여 상기 15개의 채널을 교대로 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)의 각 구성부에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)의 RFID 리더(130)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2에 의하면, 상기 RFID 리더(130)는 감지부(132), 리더제어부(134) 및 통신부(136)를 포함하여 이루어지는데, 상기 감지부(132)는 신호결합부(132a), 신호변환부(132b), 레벨생성부(132c) 및 필터부(132d)를 포함하고, 상기 통신부(136)는 RF송수신부(136a), 복조부(136b), 변조부(136c) 및 베이스밴드부(136d)를 포함한다.

상기 신호분리부(110)는 멀티플렉서와 같은 스위칭 집적회로로 구비될 수 있 으며, 지그비 모듈(120)과 RFID 리더(130)가 하나의 안테나(105)를 통하여 각각의 데이터를 송수신할 수 있도록 신호를 분기시킨다.

우선, 감지부(132)는 수신된 신호의 세기를 감지하여 전력레벨정보를 생성하고, 상기 전력레벨정보를 리더제어부(134)의 간섭정보생성부(도 3참조; 134a)로 전달하는데, 감지부(132)의 각 구성부에 대하여 살펴보면, 상기 신호결합부(132a)는 신호분리부(110)와 통신부(136) 사이에 전달되는 송수신 신호 중 수신 신호를 커플링시켜 신호변환부(132b)로 전달한다. 상기 신호결합부(132a)로는 예를 들어 커패시터(coupling capacitor) 또는 방향성 결합기(directional coupler) 등이 이용될 수 있다.

상기 커플링된 신호는 불안정한 고주파 신호의 상태로서, 상기 신호변환부(132b)는 커플링된 신호를 안정화된 중간주파신호로 변환하는데, 이때 위상동기회로(도시되지 않음)로부터 발진주파수신호를 공급받고 이를 커플링된 신호와 믹싱처리하여 중간주파신호로 변환할 수 있다.

상기 레벨생성부(132c)는 아날로그 상태인 중간주파신호를 직류전압신호로 출력하여 전압 레벨을 감지할 수 있는 상태로 변환하는데, 중간주파신호를 직접(Direct) 데시벨 값에 비례한 직류전압신호로 출력시킴으로써 수신 가능한 전력 레벨의 신호 감도 범위를 확장시킨다. 또한, 상기 레벨생성부(132c)는 복조 회로를 구비하여 중간주파신호를 복조하고 복조된 신호를 필터부(132d)로 전달한다.

상기 필터부(132d)는 복조처리된 직류전압신호의 잡음성분을 제거하여 리더제어부(134)로 전달하고, 상기 리더제어부(134)는 복조 신호를 분석하여 간섭정보 를 생성한다.

상기 간섭정보는 호핑 동작의 시작 시간 정보(Hopping start time), 간섭이 일어난 채널(Interferrence Frequency) 정보를 포함하는 정보로서, 상기 리더제어부(134)는 이를 이용하여 주파수 호핑의 동기화 정보 및 호핑 주기의 코딩 정보를 생성한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 리더(132)의 리더제어부(134)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3에 의하면, 상기 리더제어부(134)는 간섭정보생성부(134a), 스위칭제어부(134b), 호핑제어부(134c) 및 통신제어부(134d)를 포함하여 이루어지는데, 상기 간섭정보생성부(134a)는 감지부(132) 및 지그비 모듈(120)과 연결되고, 상기 통신제어부(134d)는 통신부(136)와 연결된다.

상기 간섭정보생성부(134a)는 감지부(132)로부터 직류전압신호를 전달받아 해석하고, 신호의 세기를 기준으로 간섭이 일어난 채널의 주파수를 판별하며, 판별 결과에 따라 간섭정보를 생성한다.

상기 간섭정보생성부(134a)는 생성된 간섭정보를 지그비 모듈(120)로 전달하고, 지그비 모듈(120)은 지그비 네트워크(200)의 노드를 구성하는 다른 RFID 동기화 시스템들로 간섭정보를 전달하여 공유한다.

공유된 간섭정보(다른 RFID 동기화 시스템으로부터 전송된 간섭정보)는 지그비 모듈(120)로부터 간섭정보생성부(134a)로 전달되고, 상기 간섭정보생성부(134a)는 외부로부터 전달된 간섭정보와 자신이 생성한 간섭정보를 취합하여 통합처리된 간섭정보로 변환한다.

상기 스위칭제어부(134b)와 호핑제어부(134c)는 간섭정보생성부(134a)로부터 간섭정보를 전달받고, 통신제어부(134d)로 각각 처리된 정보를 전달한다.

상기 스위칭제어부(134b)는 간섭정보 중에서 호핑 동작의 시작 시간 정보를 이용하여 주파수 호핑의 동기화 정보를 생성하며, 동기화 정보에 따라 스위칭 제어정보를 구성하여 통신제어부(134d)로 전달한다.

또한, 상기 호핑제어부(134c)는 도약되는 주파수 대역의 순서를 설정하여 호핑 주기의 코딩 정보를 생성하는데, 상기 코딩 정보는 스위칭 제어정보와 함께 채널 도약 동작에 이용된다.

상기 통신제어부(134d)는 스위칭 제어정보 및 코딩 정보에 따라 통신부(136)의 신호 처리 동작을 제어함으로써 시간적으로 차별화된 주파수 호핑을 처리하는데, 이렇게 시간적으로 분리되어 채널이 도약되는 방식은 T-FHSS(Time-Frequency Hopping Spread Spectrum) 채널 코딩 방식에 의한 것이다.

FHSS 방식은, PSK(Phase Shift Keying) 위상 변조 기술을 사용하여 12dB의 SNR로 동작되며 15개의 중첩 채널을 사용하는 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 방식과는 달리, 수십개 이상의 독립 채널을 사용하고 채널 전체에 걸쳐 "Random Hopping Sequence"에 의하여 무작위로 채널을 도약하며 데이터를 송수신할 수 있다.

상기 호핑제어부(134c)는, 간섭 정보 중에서 간섭이 발생된 채널정보를 이용하여, 간섭이 일어난 채널로부터 랜덤한 주기를 가지고 순환 구조를 이루도록 15개 채널을 1회씩 배열하여 호핑 주기의 코딩 정보를 생성한다.

이하, 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여 통신부(136)의 동작, 특히 상기 코딩 정보와 스위칭 제어 정보에 의하여 주파수 도약 동작이 처리되는 과정에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)의 RFID 리더(130)의 스위칭 타임을 예시적으로 도시한 다이어그램이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)의 RFID 리더(130)의 호핑 주기를 예시적으로 도시한 다이어그램이다.

상기 리더제어부(134)는 스위치 회로를 포함하며, 스위칭 제어 정보에 의하여 통신부(136)를 동작시키는데, 도 4를 참조하면 시점 "T1" 내지 "TN"은 지그비 네트워크(200)의 노드들을 구성하는 RFID 동기화 시스템들 중 해당 (RFID 동기화 시스템의)RFID 리더(즉, 제1 RFID 리더 내지 제N RFID 리더)가 동작되는 시작 시간을 의미하고, 구간 "t1" 내지 "tN"은 해당 RFID 리더가 동작되는 시간 영역을 의미한다.

이렇게 리더 제어부(134)는 자신이 속한 RFID 동기화 시스템(100)에 할당된 시간에 따라 통신부(136)를 동작시키고, 따라서 다수개의 RFID 동기화 시스템(RFID 리더(130))(100)들은 순차적으로 주파수 호핑을 처리하면서 동작될 수 있다.

한편, 상기 코딩 정보는 15개 채널의 도약 순서를 정의하는데, 본 발명의 실시예에서는 1채널, 5채널, 8채널, 11채널, 14채널, 3채널, 6채널, 9채널, 12채널, 15채널, 4채널, 7채널, 10채널, 13채널의 순서로 정의되며, 상기 15개 채널은 정의 된 순서대로 순환 되며 도약된다.

도 5를 참조하면, 가령, 첫번째 RFID 리더는 도 5의 (a) 도면과 같이 1채널을 기준으로 2채널에서 간섭이 일어난 경우, 5채널, 8채널, 11채널, 14채널…의 순서대로 도약되며 RFID 통신을 처리하고, 두번째 RFID 리더(130)는 (b) 도면과 같이 3채널, 6채널, 9채널, 12채널, 15채널…의 순서대로 도약되며, 세번째 RFID리더(130)는 (c) 도면과 같이 4채널, 7채널, 10채널, 13채널…의 순서대로 도약되며 RFID 통신을 처리할 수 있다.

또한, 각 RFID 동기화 시스템(100)로 전달되는 코딩정보는 동일할 수 있지만, 해당 RFID 리더(130)가 스위칭 제어 정보에 의하여 시간적으로 차별화되어 동작되므로(즉, 도약되는 호핑 주파수의 주기가 동일하더라도 시작 시점에 차이가 나므로), 도약이 시작되는 채널의 종류, 주기 등이 어긋나게 되고 서로 처리되는 주파수 대역을 침범하지 않게 된다.

즉, 제1 RFID 리더 및 제2 RFID 리더가 동일하게 5채널, 8채널, 11채널, 14채널…의 순서대로 도약된다고 하여도 도약의 시작 시점이 상이하면(가령, 제1 RFID 리더는 5채널에서 도약을 시작하고, 제2 RFID 리더는 8채널에서 도약을 시작하는 경우) 두 RFID 리더 사이에는 간섭 현상이 발생되지 않는다.

따라서, 소정 영역 내에 인접되게 설치된 RFID 동기화 시스템(100)들은 간섭 현상의 영향을 받지 않고 태그정보를 수신할 수 있으며, 태그의 인식률은 거의 100％에 가깝게 향상될 수 있다.

도 5에서, "a" 채널 구간은 간섭 현상이 일어난 주파수(Interference Frequency) 구간을 의미하고, "b" 채널 구간은 도약 후 태그정보가 처리되는 구간을 의미하며, "c" 채널 구간은 도약이 이루어진 구간을 의미한다.

도 2를 참조하면, 상기 리더 제어부(134)는 RFID 통신 프로토콜을 구비하여 태그(400)와의 무선통신을 제어하고, 태그(400)의 위치를 파악하기 위하여 주기적으로 정보요청신호를 생성하여 통신부(136)로 전달한다.

또한, 상기 리더 제어부(134)는 태그(400)로부터 수신되어 상기 복조부(136b)에서 복조된 태그식별정보의 코드를 분석하는데, 이때 데이터 포맷을 변환하고, 필요한 정보를 추출하기 위하여 필터링처리한다.

RF송수신부(136a)는 수신 경로단, 송신 경로단을 포함하여 RF신호를 처리한다.

상기 복조부(136b)는 RF 수신신호를 디지털 신호로 처리하고 이를 리더 제어부(134)로 전달한다. 그리고, 상기 변조부(136c)는 디지털 송신신호를 RF신호로 처리하고, 이를 RF송수신부(132b)로 전달한다.

이때, 상기 코딩 정보를 전달받은 리더 제어부(134)는 RF송수신부(136a) 또는 복조부(136b), 변조부(136c)로 제어신호를 전달하여 주파수 호핑을 처리하도록 하는데, 가령, RF송수신부(136a)를 통하여 주파수 호핑을 처리하는 경우 위상동기회로(도시되지 않음)의 발진주파수신호를 조정함으로써 각 채널 대역을 이동시킬 수 있다.

이하, 지그비 모듈(120)에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)의 지그비모 듈(120)이 처리하는 데이터 영역을 예시적으로 도시한 프로토콜 스택 구조도이다.

상기 지그비 모듈(120)이 처리하는 프로토콜 스택은 크게 PHY(Physical) 계층(Layer)(S5), MAC(Media Access Controller) 계층(S4), 네트워크(Network/security) 계층(S3), 애플리케이션 프레임워크(Application framework) 계층(이하에서, "프레임워크 계층"이라 함)(S2) 및 응용(Application/Profiles) 계층(S1)으로 이루어지는데, 상기 PHY 계층(S5)과 MAC 계층(S4)은 IEEE 규정(Standard) 영역에 해당되고, 상기 네트워크 계층(S3)과 프레임워크 계층(S2)은 지그비 연합(Alliance)의 규정 영역에 해당되며, 상기 응용 계층(S1)은 사용자 설정(User defined) 영역에 해당된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)의 지그비 모듈(120)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 7에 의하면, 지그비 모듈(120)은 RF수신부(120a), RF송신부(120d), 위상동기회로(PLL; Phase Locded Loop)(120b), 전력제어회로(120c), 맥처리부(120e) 및 지그비 제어부(120f)를 포함하여 이루어지는데, RF수신부(120a)와 RF송신부(120d)는 신호분리부(110)를 통하여 안테나(105)와 연결되고, 지그비 제어부(120f)는 RFID 리더(130)의 리더제어부(간섭정보생성부)(134)와 연결된다.

상기 RF수신부(120a), RF송신부(120d), 위상동기회로(120b) 및 전력제어회로(120c)는 지그비 프로토콜 스택의 PHY 계층(S5)에 해당되는 동작을 처리하는 구성부들로서 RF통신 구조와 네트워크 토폴리지를 결정한다.

상기 RF수신부(120a)와 RF송신부(120d)는 증폭기, 필터 등을 구비하여 해당 대역의 주파수 신호를 처리하는데, 위상동기회로(120b)는 RF수신부(120a)와 RF송신부(120d)가 중간 주파수 신호를 합성하도록 기준 주파수 신호를 제공하고, 전력제어회로(120c)는 수신 신호의 세기를 판별하여 송신 전력량을 조정하는 기능을 수행한다.

IEEE 802.15.4 표준은 2가지 종류(2.4 GHz, 866/915 MHz)의 PHY 계층(S5)을 정의하며, 2.4 GHz 대역에는 16채널, 902 MHz 내지 928 MHz 대역에는 10채널, 868 MHz 내지 870 MHz 대역에는 1개 채널이 할당된다.

상기 RF수신부(120a)와 RF송신부(120d)는 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)를 이용하며, 2.4 GHz 대역의 경우 32 PN 코드 길이의 O-QPSK(Offset-Quadrature Phase-Shift Keying) 변조 방식이 사용되고, 1 GHz 이하 대역의 경우 15 PN 코드 길이의 BPSK(Binary Phase-Shift Keying) 변조 방식이 이용된다.

상기 맥(MAC; Media Access Controller)처리부(120e)는 PHY 계층(S5)의 디지털 처리가 끝나면, 전송된 데이터 프레임 구조를 해석하여 프레임을 승인하고, 에러를 감지하여(Error Detection; CRC 또는 Checksum을 통하여 감지함) 재전송 여부를 결정하며, 패킷 라우팅을 처리한다.

또한, 상기 지그비 제어부(120f)는 나머지 맥계층의 기능(상기 맥처리부(Hardware-MAC)(120e)와 대응하여 "Software-MAC"이라 함), 네트워크 계층(S3)의 기능, 프레임워크 계층(S2)의 기능을 수행하여 네트워크 토폴로지를 구성하고, 응용 계층(S1)의 기능을 수행하여 상기 간섭정보와 같은 데이터를 전송한다.

상기 지그비 제어부(120f)와 리더 제어부(134)는, 가령 UART 접속장치(RS- 232C DTE 인터페이스)를 통하여 연결될 수 있으며, 지그비 네트워크(200)의 노드를 구성하는 각 RFID 동기화 시스템(100)들의 간섭정보를 양방향으로 전달한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 동기화 시스템(100)의 지그비 모듈(120)이 형성하는 네트워크 토폴로지(Topology)를 예시적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 지그비 모듈(120)들이 네트워크 프로토콜을 처리하여 형성할 수 있는 세 가지의 네트워크 토폴로지가 도시되어 있는데, (a) 도면은 별(Star)형 네트워크를 예시한 것이고, (b) 도면은 메시(Mesh)형 네트워크를 예시한 것이며, (c) 도면은 클러스터 트리(Cluster Tree)형 네트워크를 예시한 것이다.

도 8에서, "F"라고 표시된 지그비 모듈은 FFD(FFD; Full Function Device)모듈(코디네이터 기능을 수행할 수 있는 모듈로서, 세 가지 형태의 네트워크를 구성할 수 있으며, FFD모듈 또는 RFD모듈 모두와 통신을 수행할 수 있음)을 의미하는 것이고, "R"로 표시된 지그비 모듈은 RFD(RFD; Reduced Function Device)모듈(코디네이터 기능을 수행하지 못하는 지그비 모듈로서, FFD모듈의 코디네이팅 대상이 됨)을 의미하는 것이며, "P"로 표시된 지그비 모듈은 PAN 코디네이터(Personal Area Network coordinator) 모듈(네트워크 초기화, 노드 관리, 노드 정보 저장 등의 기능을 수행함)을 의미한다.

본 발명의 실시예에 의한 지그비 모듈(120)은 상기 지그비 제어부(120f)에 탑재되는 프로그램의 종류, 즉 네트워크 계층(S3), 프레임워크 계층(S2)의 데이터를 처리하는 프로그램의 종류에 따라 RFD모듈, FFD모듈 또는 PAN 코디네이터 모듈로 기능될 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 RFID 동기화 시스템에 의하면, 태그의 인식률을 획기적으로 향상시킬 수 있고, 간섭 현상을 배제할 수 있으므로 리더의 배치 자유도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 동기화 시스템에 의하면, 빌딩과 같은 시설 환경에 구애받지 않고 RFID 네트워크를 효율적으로 구축할 수 있으며, 다수개의 리더들을 제어하기 위하여 복잡한 통제 시스템을 구비할 필요가 없게 되는 효과가 있다.

Claims

RFID 신호 대역에 할당된 다수개의 채널을 감시하고, 간섭이 일어난 채널의 주파수를 감지하여 간섭정보를 생성하는 간섭정보생성부; 상기 간섭정보를 전달받아 주파수 호핑의 동기화 정보를 생성하는 스위칭제어부; 상기 간섭정보를 전달받아 호핑 주기의 코딩 정보를 생성하는 호핑제어부; 및 상기 동기화 정보와 상기 코딩 정보를 전달받아 시간적으로 차별화된 주파수 호핑을 처리하는 통신제어부를 포함하는 RFID 통신모듈; 및

맥(MAC; Media Access Controller)정보, 네트워크 구성정보를 이용하여 근거리 무선 네트워크를 구성하고, 상기 근거리 무선 네트워크를 통하여 상기 간섭정보를 공유하는 근거리 통신모듈을 포함하는 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스위칭제어부는

상기 주파수 호핑의 동기화 정보를 생성하고, 상기 동기화 정보에 따라 스위칭 제어 정보를 생성하여 상기 통신제어부로 전달하는 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서,

수신된 신호의 세기를 감지하여 전력레벨정보를 생성하고, 상기 전력레벨정보를 상기 간섭정보생성부로 전달하는 감지부를 포함하고,

상기 간섭정보생성부는 상기 전력레벨정보를 분석하여 상기 간섭정보를 생성 하는 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 RFID 통신모듈은

RFID 리더인 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 근거리 통신모듈은

지그비 모듈인 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스위칭제어부 및 상기 호핑제어부 중 적어도 하나는

T-FHSS(Time-Frequency Hopping Spread Spectrum) 채널 코딩 방식에 의하여 상기 주파수 호핑과 관련된 정보를 처리하는 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 RFID 통신모듈은

아날로그 및 디지털 RFID 통신을 처리하는 통신부를 포함하고,

상기 통신제어부는 상기 동기화 정보 및 상기 코딩 정보를 전달받아 상기 통신부의 신호 처리 동작을 제어하는 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 호핑제어부는

간섭이 일어난 채널로부터 랜덤한 주기를 가지고 순환 구조를 이루도록 상기 채널을 1회씩 배열하여 호핑 주기의 코딩 정보를 생성하는 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 간섭정보는

호핑 동작의 시작 시간 정보, 간섭이 일어난 채널정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서,

상기 RFID 신호 대역은 900 MHz 대역으로서 15개의 채널로 이루어지고,

상기 호핑제어부는 1채널, 5채널, 8채널, 11채널, 14채널, 3채널, 6채널, 9채널, 12채널, 15채널, 4채널, 7채널, 10채널, 13채널의 순환 구조를 가지는 호핑 주기의 코딩 정보를 생성하는 RFID 동기화 시스템.
제5항에 있어서, 상기 지그비 모듈은

상기 간섭정보를 전송하는 RFD(RFD; Reduced Function Device)모듈; 또는 상기 RFD모듈들로부터 상기 간섭정보를 전달받아 지그비 네트워크를 구성하는 노드들의 간섭정보로 취합하는 FFD(FFD; Full Function Device)모듈인 RFID 동기화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 간섭정보생성부는

상기 근거리 통신모듈로부터 다른 RFID 동기화 시스템의 간섭정보를 전달받고, 자신이 생성한 간섭정보와 함께 통합처리하는 RFID 동기화 시스템.