KR100790489B1

KR100790489B1 - 원격 위치추적 시스템

Info

Publication number: KR100790489B1
Application number: KR1020060047314A
Authority: KR
Inventors: 오승돈; 김영민; 오경호; 손창훈
Original assignee: 오승돈; 김영민
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2008-01-02
Also published as: KR20070113705A

Abstract

본 발명의 원격 위치추적 시스템은 RFID 또는 지그비를 설치하여 분실된 열쇠 물건을 찾을 수 있는 원격 추적시스템을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 원격 위치추적 시스템은 무선신호를 송수신하기 위한 안테나; 상기 안테나로부터 출력되는 신호를 수신하고 공진 주파수를 갖는 제1신호를 발생시키는 트랜시버, 상기 트랜시버에 병렬연결되고 상기 제1신호를 발생시키는 코일과 캐패시터, 상기 캐패시터에 병렬 연결되는 가변 캐패시터를 가진 캐패시터 스위치를 포함하는 공진회로; 상기 제1신호의 위상을 고정하여 위상고정된 제2신호를 출력하기 위한 위상고정루프; 시스템 제어기에 의하여 RF 태그의 고유정보신호를 출력하기 위한 ID 메모리; 상기 제2신호와 상기 고유정보신호를 믹싱하기 위한 믹서; 상기 공진회로에서 출력된 제1신호를 직류전압으로 변환하기 위한 고주파 정류회로; 및 상기 직류전압에 의해 구동되고, 상기 믹서로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 앰프를 포함하는 RF 태그와, 상기 증폭된 신호를 수신하고, 상기 신호에 포함되어 있는 RF 태그의 고유정보를 마이크로 콘트롤러에 저장된 정보와 비교하여 신호를 발생하기 위한 신호 발생부를 포함하는 RF 리더를 포함한다.

RFID, 리더, 태그, 캐패시터, 스위치, 공진회로

Description

원격 위치추적 시스템{Remote position tracking system}

도 1은 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 리더의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 태그(Tag) 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 RF 태그의 구성 중 공진회로의 구성도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 공진회로 중 캐패시터 스위치의 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

100: RF 리더 120: 송수신부

130: 마이크로 콘트롤러 140: 신호발생부

150: 자동차 원격제어기 200: RF 태그

210: 공진회로 250: 믹서

260: ID 메모리 211: RF 태그 트랜시버

214: 캐패시터 스위치

본 발명은 위치추적 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는, RFID 또는 지그비를 이용하여, 분실물을 찾을 수 있는 원격 위치추적 시스템에 관한 것이다.

RFID는 초소형 IC 칩에 식별정보를 입력하고 무선주파수를 이용하여 이 칩을 지닌 물체나 동물·사람 등을 인식·추적·관리할 수 있는 기술이다.

IC 칩은 무선 안테나와 함께 물체에 쉽게 부착될 수 있도록 다양한 모양과 크기의 RFID 태그(Tag)에 내장되어 있고, 이러한 태그의 정보는 RF 리더(Reader)라 불리는 무선 단말에 의하여 읽혀지고 네트워크에 연결된 컴퓨터에서 데이터 처리가 이루어진다.

종래의 물체, 동물 또는 사람 등의 위치를 확인할 수 있거나, 추적할 수 있는 방법으로는 위성항법장치인 GPS(global positioning system)가 활용되고 있다.

GPS는 현재 단순한 위치정보 제공에서부터 항공기·선박·자동차의 자동항법 및 교통관제, 유조선의 충돌방지, 대형 토목공사의 정밀 측량, 지도제작 등 광범위한 분야에 응용되고 있으며, GPS 수신기는 개인 휴대용에서부터 위성 탑재용까지 다양하게 개발되어 있다.

위치와 관련한 정보를 알기 위해서는 GPS 수신기로 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현 위치를 정확히 계산한다.

나침반과 달리 GPS는 위도·경도·고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도정보와 함께 정확한 시간까지 얻을 수 있다. 위치 정확도는 군사용과 민간용에 따라 차 이가 있으며, 민간용은 수평·수직 오차가 10∼15m 정도이며 속도측정 정확도는 초당 3cm이다.

그러나, GPS는 이동통신사에 가입하여 일정 비용을 지불하여야 가능하고, 특히, 소지품의 경우 정확한 위치보다는 신호음에 따른 대략적인 위치만을 알면 되므로 GPS를 적용하기에는 부적합하다는 단점이 있다.

본 발명은 RFID 또는 지그비를 설치하여 리더와 태그간의 송수신되는 신호로 분실된 물건을 용이하게 찾을 수 있는 원격 위치추적 시스템을 제공함에 목적이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 리더의 구성도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 RF 리더(100)는 자동차 원격 제어기(150)가 구비된 열쇠고리(110) 또는 자동차 열쇠의 손잡이에 적용할 수 있다.

RF 리더(100)의 송수신부(120)는 RF 태그(Tag)와 송신한 신호를 수신하여 마이크로 콘트롤러(130)로 출력하고, 마이크로 콘트롤러(130)는 이 신호를 태그의 고유정보 또는 번호와 일치여부를 판단하여 일치할 경우, 신호발생부(140)가 스피커이면 소리를, 고휘도 LED(도시안됨)면 빛을 발생시킨다.

이때, 스피커 또는 고휘도 LED의 구동을 위한 전원은 자동차 원격제어 기(150)에 포함된 전원에서 공급받는다.

도 2는 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 태그의 구성도이다.

본 발명에 따른 RF 태그(200)는 안테나, 공진회로(210) 및 IC 칩(280)으로 구성되어 있으며, 전화기와 같이 항상 일정한 위치에 존재하는 물건에 부착하여 사용할 수 있다.

먼저, RF 리더(100)의 송수신부에서 송신된 신호는 안테나를 거쳐 공진회로(210)로 입력된다. 공진회로(210)는 가변 캐패시터를 가진 캐패시터 스위치를 포함하고 있어 안테나를 통하여 RF 리더(100)로부터 송신된 송신신호를 수신하여 송신신호의 주파수와 튜닝된 공진 주파수를 갖는 제1신호를 출력한다.

PLL(phase locked loop,240)은 공진회로(210)에서 출력된 제1신호를 입력받아 위상을 고정하여 위상 고정된 기준 주파수를 갖는 제2신호를 출력하고, 위상 고정된 제2신호는 시스템 제어기(270)에 의하여 제어되는 ID 메모리(260)로부터 출력되는 RF 태그(200)의 고유정보가 들어있는 고유정보신호와 믹서(250)에서 믹싱되어 출력된다.

믹서(250)에서 출력된 고유정보신호는 앰프(230)에서 증폭되어 송출되는데, 앰프(230)의 구동을 위하여 RF 정류회로(220)는 공진회로(210)에서 출력된 제1신호를 DC로 변환하여 앰프(230)에 공급한다.

송출된 고유정보신호는 RF 리더(100)의 송수신부(120)로 입력되고, 송수신부(120)와 연결된 마이크로 콘트롤러(130)에 이미 저장된 정보와 비교한다.

본 발명의 일실시예 따른 RF 리더(100)는 RF 태그(200)에서 송출된 신호와 마이크로 콘트롤러(130)에 이미 저장된 정보가 같으면 신호 발생부(140)에서 소리 또는 빛을 발생한다.

본 발명의 일실시예에 따른 RF 리더와 RF 태그(200)와의 통신 프로토콜은 마이크로 콘트롤러의 펌웨어로 처리되는데, 이때, 먼저 시작 바이트(start byte), ID, BCC 코드 및 종료 바이트(stop byte)등을 받아 구별한다.

본 발명의 일실시예에 따른 RF 태그(200)는 에너지원 유무에 따라 능동(Active)형과 수동(Passive)형으로 분류된다.

수동형 태그는 IC 칩(280)에 내장되어 있는 자료를 전송하기 위해 필요한 에너지원을 RF 리더(100)에서 보내주는 신호에서 취득하고, 능동형 태그는 자체 내에 내장되어 있는 에너지원에서 전력을 얻는다.

본 발명의 일실시예에 따른 ID 메모리(260)는 메모리 형식에 따라 읽기만 가능한 형식(ROM)과 읽고 쓰기가 가능한 두 종류(RAM)의 형식이 있다. 이런 RF용 태그가 내장된 카드의 장점은 보안성과 높은 신뢰성, 다기능, 사용 편리성 등과 같은 기능을 보유하고 있어서 카드 사용자에게 편리함을 제공한다.

도 3은 RF 태그를 구성하고 있는 도 2의 공진회로(210)의 구성을 도시한 것으로, 본 발명에 따른 공진회로(210)는 안테나로부터 출력되는 신호를 수신하고, 제1신호를 RF 정류회로(220) 및 PLL(240)으로 출력하기 위한 RF 태그 트랜시버(211), 상기 제1신호를 발생시키는 코일(212) 및 캐패시터(213)와 가변 캐패시터(Cvar)를 가진 캐패시터 스위치(214)를 포함한다.

본 발명에 따른 공진회로(210)의 구성으로부터 공진 주파수(f1)를 구하면 아래와 같다.

따라서, 캐패시터 스위치(214)의 용량이 C2일 때, 공진 주파수(f2)는 아래와 같다

만약, 캐패시터 스위치(214)의 작동으로 가변 캐패시터의 용량이 C3으로 변화하였을 때, 공진 주파수(f3)는 아래와 같다.

즉, 캐패시턴스를 변화시켜 공진 주파수를 변환함으로써 RF 리더(100)와 송수신이 가능한 주파수를 갖는 신호로 출력하게 된다.

그림 4a 및 4b는 본 발명에 따른 캐패시터 스위치(214)의 작동을 입체도로 도시한 것으로 두 개의 전극판으로 구성된 캐패시터(401), 상기 전극판 중 어느 하나의 상부에 부착된 스위치(402) 그리고 스위치(402)에 부착된 스프링(403)으로 구성된다.

스위치(402)를 누르면 캐패시터(401)를 구성하는 두 전극간 거리(d)가 줄어들면서 충전용량이 변하게 되고 이에 따라 주파수의 변화가 발생되는데 이를 이용하여 RF 리더에서 송출되어 입력되는 신호의 주파수와 튜닝하여 제1신호가 발생된다.

본 발명의 실시예에 따른 원격 위치 추적시스템은 RF 리더 대신 지그비 트랜 시버를 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 원격 위치추적 시스템은 RF 리더와의 튜닝을 위한 공진회로와 ID 메모리에 입력된 고유정보를 신호로 송출하기 위한 RF 태그; 상기 신호를 입력받아 분석하기 위한 마이크로 콘트롤러를 포함하는 지그비 트랜시버; 및 상기 마이크로 콘트롤러에서 분석된 결과를 신호음으로 출력하기 위한 스피커를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치추적 방법은 지그비 트랜시버에서 신호를 송출하는 단계; RF 태그에서 캐패시터 스위치를 작동시켜 공진 주파수를 발생시킨 후 상기 신호와 튜닝한 후 입력받는 단계; 및 상기 신호를 기준신호로 변환한 후 ID 메모리에서 출력된 신호와 믹싱하여 믹싱신호를 송출하는 단계; 상기 믹싱신호를 상기 지그비 트랜시버와 연결된 마이크로 콘트롤러에서 분석하여 스피커로 신호음을 발생하는 단계를 포함한다.

지그비는 생활환경을 기준으로 정의된 근거리 개인 통신 네트워크인 PAN(Personal Area Network) 기술 중 하나로서, 2.4Ghz의 주파수에서 사용되며, 가정 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 반경 30미터 내외의 근거리통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술로서 전력소모가 매우 작다는 것이 특징이다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

본 발명의 원격 위치추적 시스템은 분실 가능성이 높은 소지품에 RFID를 사용함으로써, 분실시 주변에서 쉽게 찾을 수 있는 현저하고도 유리한 효과가 있다.

Claims

무선신호를 송수신하기 위한 안테나;

상기 안테나로부터 출력되는 신호를 수신하고 공진 주파수를 갖는 제1신호를 하기 고주파 정류회로와 하기 위상고정루프에 출력하기 위한 트랜시버, 상기 트랜시버에 병렬연결되고 상기 제1신호를 발생시키는 코일과 캐패시터, 상기 캐패시터에 병렬 연결되는 가변 캐패시터를 가진 캐패시터 스위치를 포함하는 공진회로;

상기 제1신호의 위상을 고정하여 위상고정된 제2신호를 출력하기 위한 위상고정루프;

시스템 제어기에 의하여 RF 태그의 고유정보신호를 출력하기 위한 ID 메모리;

상기 제2신호와 상기 고유정보신호를 믹싱하기 위한 믹서;

상기 공진회로에서 출력된 제1신호를 직류전압으로 변환하기 위한 고주파 정류회로; 및

상기 직류전압에 의해 구동되고, 상기 믹서로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 앰프를 포함하는 RF 태그와,

상기 증폭된 신호를 수신하고, 상기 신호에 포함되어 있는 RF 태그의 고유정보를 마이크로 콘트롤러에 저장된 정보와 비교하여 신호를 발생하기 위한 신호 발생부를 포함하는 RF 리더

를 포함하는 원격 위치추적 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 캐패시터 스위치는,

제1 및 제2전극판으로 구성된 캐패시터; 및

상기 제1전극판에 접합되고 복원 장치를 구비한 스위치

를 포함하는 원격 위치추적 시스템.