KR100795755B1 - 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 ｒｆｉｄ 태그와이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그와 이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 외부의 측정장치와 유선으로 연결되어 상기 측정장치로부터 전원을 인가받아 동작하는 동시에 측정 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하고, 이후 리더에 응답하여 고유의 식별정보와 함께 상기 측정 데이터를 포함하는 응답신호를 전송할 수 있도록 구성된 RFID 태그와 이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 RFID 태그는 유선통신에 의해 측정장치로부터 전원을 공급받는 동시에 측정 데이터를 입력받으므로 측정 데이터 처리 시스템에 저비용으로 유용하게 이용될 수 있고, 별도의 자체 전원을 구비하지 않으므로 영구적으로 사용이 가능하다. 또한 각종 센서장치 및 측정장치들에 유선으로 본 발명의 RFID 태그를 연결하여, 센서장치 및 측정장치에 의해 측정된 데이터를 RFID 태그에 실시간으로 기록하게 함으로써, 관리자가 리더를 이용하여 손쉽게 데이터를 획득 및 수집할 수 있다.
측정장치, RFID, 태그, 리더, 유선, 직렬통신모듈
Description
도 1은 통상적인 RFID 시스템의 기본 구성도,
도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 작용을 보여주는 작용상태도,
도 3은 본 발명에 따른 리라이터블 RFID 태그를 채용한 RFID 시스템의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템의 적용예를 도시한 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 측정장치 200 : RFID 태그
210 : 인터페이스부 212 : 데이터 입력포트
214 : 전원입력포트 216 : 컨트롤러
218 : 직렬 케이블 219 : 전원 케이블
220 : MCU 230 : 메모리
240 : RF 송수신부 250 : 안테나
300 : 리더 400 : 정보처리장치
본 발명은 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그와 이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 외부의 측정장치와 유선으로 연결되어 상기 측정장치로부터 전원을 인가받아 동작하는 동시에 측정 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하고, 이후 리더에 응답하여 고유의 식별정보와 함께 상기 측정 데이터를 포함하는 응답신호를 전송할 수 있도록 구성된 RFID 태그와 이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 무선 주파수 인식(Radio Frequency Identification, 이하 'RFID'라 함)이란 전자태그(Tag)를 부착하고 무선통신 기술을 이용하여 태그가 가지고 있는 정보를 비접촉식으로 독출하거나 기록하는 기술로서, 태그가 부착된 사물이나 동물, 사람 등의 정보 및 주변 상황정보를 실시간으로 감지 및 처리할 수 있는 기술이다.
오늘날 이러한 RFID 시스템은 식료품부터 농축산물관리, 폐기물관리, 환경관리, 물류ㆍ유통, 전자지불, 보안 등 우리 생활의 다양한 분야에 널리 적용되고 있다.
또한 현재 세계 각국의 다양한 연구자들에 의하여 각 분야에서 새로운 RFID 기술 개발 및 적용, 시장 선점을 위한 노력들이 활발히 진행되고 있으며, 향후 그 활용분야가 획기적으로 증가할 것으로 예상되고 있다.
다음은 RFID 시스템의 알려진 장점들을 나열한 것이다.
- 비접촉식(Non-contact reading)
- 장애물 투과 기능(Read through any obstacle)
- 읽기/쓰기 가능(재사용 가능)(Ability to read/write(reprogrammable)
- 반영구적 사용(Semi-permanent use)
- 알고리즘에 의한 높은 보안성(High security using algorithm)
- 데이터 처리의 높은 신뢰성(High reliability of data processing)
- 모든 환경에서 사용 가능(Used in a variety of settings)
- 여러 개의 태그를 동시에 인식(Multi-tag capability)
- 이동 중 인식가능(Ability to read while moving)
- 대용량 메모리(Large memory size)
한편, 첨부한 도 1은 통상적인 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 것이다.
이에 도시한 바와 같이, RFID 시스템은 ID 등 고유한 식별정보를 가지고 있으면서 물건이나 동물, 사람 등에 부착되는 태그(Tag 또는 Transponder)(1)와, 이 태그(1)가 가지고 있는 식별정보를 읽거나 쓰기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)(2)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 RFID 태그(1)는 리더(2)에서 전송되는 RF 신호를 반사함과 아울러 반사되는 RF 신호에 식별정보를 포함하는 정보를 변조시켜 송신한다.
이를 위해, RFID 태그(1)는 무선통신용 안테나와 IC 칩을 포함하여 구성되고, 상기 IC 칩에는 RF 송수신회로, 제어로직 및 메모리가 내장된다.
상기 RFID 태그(1)는 통신거리, 메모리 종류, 전원의 유무에 의해 여러 종류로 분류될 수 있다.
우선, 통신거리로는 밀접형(수 mm 이내), 근접형(수 mm ~ 수십 cm), 원격형(수십 cm ~ 수 m)으로 분류될 수 있고, 메모리 종류로는 읽기 전용형(ROM), 한 번만 쓰기 및 읽기형, 반복적으로 쓰기 및 읽기 가능형으로 분류될 수 있다.
반복적으로 쓰기 가능한 메모리를 탑재한 경우에는 리더(Reader)/라이터(Writer)의 무선통신 장치에 의해 쓰기가 가능하다.
또한 상기 RFID 태그(1)는 내부 전원 없이 리더의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는 수동형 태그(Passive Tag)와 전원이 내장되어 있는 능동형 태그(Active Tag)로 구분된다.
그리고, 상기 리더(2)는 특정 주파수 대역의 RF 신호를 태그(1)로 전송함과 아울러 태그에서 반사되어 오는 RF 신호를 수신하며, 안테나와 RF 송수신부, 그리고 신호 처리를 위한 신호처리부, 제어부, 정보처리장치와의 연결을 위한 인터페이스부 등으로 구성된다.
상기 리더(2)는 컴퓨터 등의 정보처리장치(3)와 연결되며, 따라서 리더에 의해 독출된 데이터는 정보처리장치의 응용 프로그램을 이용하여 분석하게 된다.
첨부한 도 2a 및 도 2b는 종래기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 작용을 보여주는 작용상태도이다.
이에 도시한 바와 같이, 도 2a는 전원이 내장되어 있지 않은 수동형 태그(1a)를 나타낸 것으로, 리더(2)와 수동형 태그(1a) 사이에서 통신이 이루어지기 위해서는 상기 수동형 태그에 전원을 공급하여 활성화시켜야 한다.
이를 위해, 리더(2)는 소정 주파수 대역의 고주파를 이용하여 질의신호(Query)(응답을 요청하는 명령신호)와 함께 전력을 무선으로 전송하며, 이와 같이 수동형 태그를 채용한 종래의 RFID 시스템에서는 리더(2)와 태그(1a) 사이에 질의신호 전송과 함께 수동형 태그를 활성화시키기 위한 전력 전송이 함께 수행된다.
이때, 상기 수동형 태그(1a)는 리더(2)로부터 전력을 전송받아 활성화됨과 동시에 리더로부터 전송된 질의신호에 대하여 ID 등 소정의 식별정보와 데이터를 포함하는 응답신호를 리더로 전송한다.
알려진 바와 같이, 리더가 수동형 태그의 IC 칩을 활성화시키기 위한 전력 전송 방법으로는 자계결합(Magnetic Coupling) 방식과 고주파(RF) 방식이 있다.
자계결합 방식은 리더와 태그의 다권선 코일 사이의 유도작용을 이용하여 전력을 전송하는 것으로, 태그의 다권선 코일에 흐르는 교류전류를 정류하여 직류전원으로 사용한다.
그러나, 이러한 자계결합 방식은 태그의 인식거리가 매우 짧기 때문에 물류관리, 출입관리 및 교통카드 등 한정된 목적으로만 사용된다.
반면, 고주파 대역의 전자기파와 그 반사 변조(Backscattered Modulation)를 이용하는 고주파 방식은 IC 칩을 동작시키는데 필요한 동작전원을 리더의 고주파 신호로부터 공급받는다.
즉, 상기 리더에서 전송되는 무선 주파수(RF)는 태그 안테나에 교류를 발생시키고, 이때 발생된 교류는 정류기를 통해서 정류된 후 IC 칩 등을 작동시키기 위한 직류전원으로 사용된다.
따라서, 무선 주파수를 이용한 전력공급 방식을 이용하면 태그와 리더 간의 통신거리를 4m ~ 10m 이상으로 늘릴 수 있으며, 이론적으로는 리더가 송출하는 고주파의 송신출력을 증대시킬 경우 태그와 리더 간의 통신거리는 더욱 늘릴 수도 있다.
그러나, 리더의 송신출력이 커질수록 인접한 리더 사이 또는 동일하거나 유사한 주파수를 사용하는 무선통신 서비스 사이에 주파수 간섭이 일어날 수 있고, 특히 리더 간의 간섭 문제가 심화될 우려가 매우 크다.
또한 종래의 RFID 시스템에서의 태그는 단순히 식별코드를 저장하는 기능에 머물렀으므로 리더가 요청할 때에만 일시적으로 활성화되는 수동형 태그가 널리 사용될 수 있었다.
하지만, 최근의 태그는 프로세서와 메모리가 장착되어 읽기/쓰기가 가능하고 각종 센서가 결합되어 이력관리 및 환경정보의 센싱기능이 요구되므로, 리더가 존재하지 않는 경우에도 계속적으로 활성화되어 있는 능동형 태그가 요구되고 있다.
도 2b는 전원이 내장되어 있는 쓰기 가능한(Rewritabe) 능동형 태그(1b)를 나타낸 것으로, 이는 쓰기 가능한 램(RAM) 메모리(4)를 내장하고 있고, 또한 전원 으로 이용되는 배터리(5)를 내장하고 있다.
이러한 능동형 태그(1b)에서는 배터리(5)로부터 제공되는 전력에 의해 IC 칩 및 메모리 등 구성요소가 동작하고 활성화된다.
즉, 리더(2)가 질의신호(Query)를 능동형 태그(1b)에 무선으로 전송하면, 능동형 태그(1b)는 배터리(5)로부터 전력을 제공받아 활성화됨과 동시에 리더(2)로부터 전송된 질의신호에 응답하여 ID 등 소정의 식별정보 및 데이터를 포함하는 응답신호를 리더로 전송한다.
이와 같은 능동형 태그(1b)는 배터리(5)가 내장되어 있으므로 자체 전원을 이용하여 비교적 멀리 그리고 스스로 데이터를 전송할 수 있고, 리더가 존재하지 않는 경우에도 계속적으로 활성화가 가능하다는 장점을 가진다.
그러나, 전원을 내장하고 있다는 점에서 가격이 비싸고, 소형화가 어려우며, 배터리 수명에 따라 사용기간에 제약을 받는 단점이 있다.
또한 쓰기 가능한 메모리(RAM)(4)를 내장하고 있어, 원하는 데이터를 읽고 쓸 수 있고 저장 데이터를 재작성(Rewritable)할 수 있는 기능을 가지나, 데이터를 쓰고 저장하기 위해서는 고가의 외부 무선통신 장치(Reder/Writer)가 필요하고, 이로 인해 비용이 크게 드는 단점이 있게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 외부의 측정장치와 유선으로 연결되어 상기 측정장치로부터 전원을 인가받아 동작 하는 동시에 측정 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하고, 이후 리더에 응답하여 고유의 식별정보와 함께 상기 측정 데이터를 포함하는 응답신호를 전송할 수 있도록 구성됨으로써, 측정 데이터 처리 시스템에 저비용으로 유용하게 이용될 수 있고, 소형화 및 영구적인 사용이 가능한 RFID 태그를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 채용함으로써, 관리자가 리더를 이용해 보다 손쉽게 측정 데이터를 획득 및 수집할 수 있도록 한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 인식영역 내에서 무선으로 입력되는 리더의 질의신호에 응답하여 고유의 식별정보를 포함한 응답신호를 무선으로 출력하는 RFID 시스템의 태그에 있어서,
외부의 측정장치로부터 작동전원 및 측정 데이터의 입력이 가능하도록 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부, 및 상기 작동전원과 측정 데이터의 입력을 위해서 상기 인터페이스부와 상기 측정장치의 인터페이스부 사이를 연결하는 케이블과; 식별정보와 함께 상기 측정장치에서 케이블을 통해 입력되는 측정 데이터를 저장하기 위한 메모리와; 무선으로 입력되는 리더의 질의신호에 응답하여, 상기 메모리에 저장된 식별정보와 함께 상기 측정 데이터를 포함한 응답신호를 리더로 무선 전송하기 위해서 출력하는 MCU와; 리더와의 무선통신을 위 한 안테나 및 RF 송수신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부는, 상기 측정장치의 인터페이스부 내 전원출력포트와 데이터 출력포트에 각각 케이블 연결되는 전원입력포트와 데이터 입력포트, 그리고 인터페이스 제어를 위한 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부는, 측정 데이터의 입력을 위한 구성부로서, 상기 측정장치의 인터페이스부 내 데이터 출력포트와 직렬 케이블로 연결되는 직렬 포트 및 인터페이스 제어를 위한 UART를 포함하는 직렬통신모듈을 포함하여 구성되는 것임을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 측정 대상으로부터 소정의 유용한 정보를 검출하는 측정장치와; 상기 측정장치와 유선으로 연결되어서, 측정장치로부터 유선으로 작동전원을 공급받아 동작하는 동시에 측정 데이터를 유선으로 입력받아 저장하는 RFID 태그와; 상기 RFID 태그에 저장된 고유의 식별정보 및 측정 데이터를 읽고 수집하기 위한 리더와; 상기 리더에 의해 수집된 측정 데이터를 입력받아 분석 및 처리하는 정보처리장치;를 포함하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템을 제공한다.
그리고, 본 발명은, 전원 및 측정 데이터의 출력이 가능한 복수개의 측정장치를 각 측정위치에 설치하고, 상기 각 측정장치에 RFID 태그를 유선으로 연결하는 단계와; 상기 RFID 태그가 측정장치로부터 전원을 공급받아 동작하도록 하는 동시에 상기 측정장치로부터 측정 데이터를 입력받아 저장하도록 하는 단계와; 리더를 이용하여 인식영역 내의 각 RFID 태그에 저장된 고유의 식별정보 및 측정 데이터를 읽고 수집하는 단계와; 이후 상기 리더를 정보처리장치에 연결한 상태에서 리더에 의해 수집된 측정 데이터를 정보처리장치에서 분석 및 처리하는 단계;를 포함하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 방법을 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그와 이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부의 측정장치와 유선으로 연결되어 상기 측정장치로부터 전원을 인가받아 동작하는 동시에 측정 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하고, 이후 리더에 응답하여 고유의 식별정보와 함께 상기 측정 데이터를 포함하는 응답신호를 전송할 수 있도록 구성된 RFID 태그와 이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명에서는 외부 측정장치로부터 전원 및 측정 데이터의 입력이 가능하도록 측정장치와의 유선 연결을 위한 인터페이스부를 구비하고, 또한 측정장치로부터 실시간 입력되는 측정 데이터를 저장하기 위한 메모리를 구비한 쓰기 가능한(Rewritable, '리라이터블') RFID 태그가 개시된다.
우선, 첨부한 도 3은 본 발명에 따른 리라이터블 RFID 태그를 채용한 RFID 시스템의 구성도로서, 본 발명에 따른 리라이터블 RFID 태그의 일 실시예 구성을 보여주고 있다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 리라이터블 RFID 태그(200)는 측정장치(100)와 유선으로 연결되어 사용되며, 측정장치(100)로부터 유선을 통해 동작에 필요한 전원을 인가받는 동시에 측정장치에 의해 측정된 데이터를 입력받아 저장하게 된다.
또한 리더(300)는 인식영역 내에 존재하는 태그(200)로 특정 주파수 대역의 질의신호(응답을 요청하는 리더 명령신호)를 무선 전송함과 아울러 태그가 응답한 신호를 무선 전송받게 되며, 통상의 구성과 마찬가지로 태그와의 무선통신을 위한 안테나(310)와 RF 송수신부(320), 신호 처리를 위한 신호처리부(330), 리더의 작동을 전반적으로 제어하는 제어부(340), 태그로부터 수집된 데이터 및 기타 데이터를 저장하기 위한 메모리(350), 그리고 정보처리장치(400)와의 연결을 위한 인터페이스부(360) 등으로 구성된다.
상기 리더(300)는 태그(200)의 정보를 읽어 수집한 뒤 컴퓨터 등의 정보처리장치(400)와 연결되어서 태그로부터 전송받은 신호를 정보처리정치로 전송하게 되고, 이에 따라 리더로부터 전송된 측정 데이터는 정보처리장치의 응용 프로그램을 이용하여 분석할 수 있도록 되어 있다.
한편, 본 발명의 RFID 태그(200)에서 가장 큰 특징은 외부의 측정장치(100)로부터 유선 연결되어 이 유선을 통해 동작에 필요한 작동전원을 인가받는 동시에 측정 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하고, 이후 리더(300)의 인식영역 내에서 리더에 응답하여 ID 등 식별정보와 함께 상기 저장된 측정 데이터를 전송하도록 한 것에 있다.
도 3을 참조하여 본 발명에 따른 RFID 태그의 일 실시예 구성에 대하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 따른 RFID 태그(200)는 측정장치(100)가 제공하는 전원의 입력과 함께 측정 데이터의 입력이 가능하도록 측정장치와의 유선 연결을 위한 인터페이스부(210)가 구비된다.
상기 인터페이스부(210)는 케이블(218,219)을 통하여 측정장치(100)의 인터페이스부(150) 내 전원출력포트(154)와 데이터 출력포트(152)에 각각 연결되는 전원입력포트(214) 및 데이터 입력포트(212), 그리고 인터페이스 제어를 위한 컨트롤러(216)를 포함한 구성이 될 수 있다.
상기 인터페이스부(210)에서 데이터 입력을 위한 구성부로는 측정장치(100)와 직렬통신을 수행하는 직렬통신모듈이 될 수 있으며, 이는 상기 데이터 입력포트(212)로서 측정장치(100)의 데이터 출력포트(152)와 직렬 케이블(218)로 연결되는 직렬 포트, 그리고 상기 컨트롤러(216)로서 범용 비동기식 통신 컨트롤러인 UART(Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter, 범용 비동기식 송수신기)를 포함하는 구성이 될 수 있다.
따라서, 상기 RFID 태그(200)는 측정장치(100)의 전원출력포트(154)에서 인가되는 전원을 전원 케이블(219)을 통해 전원입력포트(214)로 공급받아 동작할 수 있게 되며, 데이터 출력포트(152)에서 출력되는 측정 데이터를 직렬 케이블(218)을 통해 데이터 입력포트(직렬 포트)(212)로 실시간 입력받을 수 있게 된다.
이때, 측정장치(100)는 측정 대상으로부터 소정의 유용한 정보를 검출하여 신호 출력하는 검출부(110)와; 상기 검출부(110)의 출력 신호를 처리하기 위한 신호처리부(120)와; 장치의 작동을 전반적으로 제어하는 제어부(130)와; 작동전원을 제공하기 위한 전원공급부(140)와; 상기 RFID 태그(200)와 유선 연결되어 상기 전원공급부(140)가 제공하는 작동전원 및 상기 신호처리부(120)에서 처리된 신호를 RFID 태그에 입력될 수 있도록 출력하는 인터페이스부(150)를 포함하여 구성된다.
이러한 구성에서 상기 측정장치(100)는 전원공급부(140)가 인가하는 전원을 인터페이스부(150)의 전원출력포트(154) 및 이에 연결된 전원 케이블(219)을 통해 RFID 태그(200)로 제공한다.
또한 인터페이스부(150)의 데이터 출력포트(152)를 통해서는 측정된 데이터를 실시간 출력하여 직렬 케이블(218)을 통해 RFID 태그(200)로 제공하며, RFID 태그가 UART를 포함한 직렬통신모듈의 인터페이스부(210)를 구비한 경우라면 측정장치(100) 역시 RFID 태그의 직렬통신모듈과 케이블 통신이 가능한 공지의 인터페이스부(150)를 구비함이 마땅하다.
그리고, 상기 RFID 태그(200)에는 ID 등의 고유 식별정보와 측정장치(100)로부터 입력된 측정 데이터를 저장하기 위한 메모리(RAM)(230)가 내장되며, 또한 RFID 태그(200)의 작동 전반을 제어하면서 리더(300)의 인식영역 내에서 리더의 질의신호(응답을 요청하는 명령신호)에 응답하여 메모리(230)에 저장된 ID 등 식별정보 및 측정 데이터를 포함한 응답신호를 출력하는 MCU(220)를 포함한다.
또한 상기 RFID 태그(200)는 기존 구성과 마찬가지로 리더(300)와의 무선통신을 위한 안테나(250) 및 RF 송수신부(240)가 구비되며, 이를 통해 인식영역 내에 서 리더(300)와 RFID 태그(200) 간의 무선통신이 이루어지게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 RFID 태그는 측정장치로부터 유선을 통해 전원을 제공받으면서 측정 데이터를 실시간으로 전송받아 메모리에 반복적으로 기록하고, 이렇게 기록된 데이터를 리더의 요청에 의하여 전송할 수 있는 바, 기본적으로 유선통신을 활용하여 저렴하게 외부 데이터의 입력 및 저장이 가능하고, 태그 내 별도의 전원이 필요하지 않으므로 영구적인 사용이 가능하다.
한편, 본 발명은 상기와 같이 이루어진 RFID 태그를 포함하여 구성되는 측정 데이터 처리 시스템을 개시하며, 측정장치와 RFID 태그, 리더, 정보처리장치의 연결상태는 도 3에 도시한 바와 같다.
본 발명에 따른 측정 데이터 처리 시스템의 구성에 대해 구체적으로 설명하면, 측정 대상으로부터 소정의 유용한 정보를 검출하는 측정장치(100)와; 상기 측정장치(100)와 유선으로 연결되어서, 측정장치로부터 유선으로 작동전원을 공급받아 동작하는 동시에 측정 데이터를 유선으로 입력받아 저장하는 RFID 태그(200)와; 상기 RFID 태그에 저장된 고유의 식별정보 및 측정 데이터를 읽고 수집하기 위한 리더(300)와; 상기 리더에 의해 수집된 측정 데이터를 입력받아 분석 및 처리하는 정보처리장치(400)를 포함하여 구성된다.
여기서, 측정장치(100)는 온도, 습도, 오염정보, 균열정보 등 주변의 환경정보를 감지하여 신호 처리한 후 출력하는 센서장치나 측정장치 등이 될 수 있고, 또는 병원에서 체온, 혈당, 혈압 등의 각종 생체정보를 측정하기 위한 생체정보 측정장치가 될 수 있다.
상기 생체정보 측정장치의 일 예로는 혈당 센서로 널리 사용되고 있는 바이오센서의 측정기를 들 수 있으며, 또한 상기 측정장치로서 가정의 상하수도, 전기, 가스 등의 검침기가 될 수도 있다.
또한 상기 측정장치(100)는 기업, 공장, 물류센터 등의 각종 센서장치 및 측정장치가 될 수 있으며, 보안 점검 분야에서 경찰이나 보안관리자의 순찰영역 내 곳곳에 RFID 태그가 달린 디지털 시계를 설치하여 순찰자가 리더를 통해 순찰시각을 획득하도록 하는 경우에는 상기 디지털 시계가 측정장치가 될 수 있다.
다만, 이들이 측정장치로 사용될 경우에는 앞서 설명한 바와 같이 케이블을 통하여 RFID 태그의 동작에 필요한 작동전원을 제공할 수 있으면서 측정된 데이터를 출력할 수 있어야 한다.
이를 위한 측장장치(100)의 기본 구성으로서, 측정 대상으로부터 소정의 유용한 정보를 검출하여 신호 출력하는 검출부(110)와; 상기 검출부의 출력 신호를 처리하기 위한 신호처리부(120)와; 장치의 작동을 전반적으로 제어하는 제어부(130)와; 작동전원을 제공하기 위한 전원공급부(140)와; 상기 RFID 태그(200)와 유선 연결되어 상기 전원공급부(140)가 제공하는 작동전원 및 상기 신호처리부(120)에서 처리된 신호를 RFID 태그(200)에 입력될 수 있도록 출력하는 인터페이스부(150)를 포함하여 구성됨을 앞에서 설명하였다.
상기 RFID 태그(200)의 구성 역시 전술한 바와 같으며, 측정장치(100)로부터 유선으로 연결되어, 상기 측정장치로부터 전원을 인가받아 동작하는 동시에 측정 데이터를 실시간으로 입력받아 저장하고, 이후 리더(300)의 요청에 응답하여 ID 등 소정의 식별정보 및 측정 데이터를 포함한 응답신호를 출력하게 된다.
상기 RFID 태그(200)는 측정장치(100)에 유선으로 연결하여 사용되며, 측정장치를 복수개로 할 경우 각 측정장치에 하나씩 RFID 태그가 연결되어야 하므로 RFID 태그 역시 복수개로 설치된다.
그리고, 상기 리더(300)는 태그(200)와의 무선통신을 위한 안테나(310)와 RF 송수신부(320), 신호 처리를 위한 신호처리부(330), 리더의 작동을 전반적으로 제어하는 제어부(340), 태그로부터 수집된 데이터 및 기타 데이터를 저장하기 위한 메모리(350), 그리고 정보처리장치(400)와의 연결을 위한 인터페이스부(360)를 포함하여 구성됨을 앞에서 설명하였다.
상기 정보처리장치(400)는 리더(300)에 의해 수집된 데이터를 입력받아 응용 프로그램을 이용하여 분석하게 된다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 측정 데이터 처리 시스템에 의해 측정 데이터가 수집 및 처리되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템의 구체적인 적용예를 도시한 구성도로서, 이는 소정의 유용한 정보를 검출하기 위한 복수개의 측정장치(100)를 설치하고, 각 측정장치에 RFID 태그(200)를 유선으로 연결하여, 관리자가 리더(300)를 통해 측정 데이터를 획득 및 수집하도록 한 시스템의 예를 보여주고 있다.
우선, 복수개의 측정장치(100)를 각 측정위치에 설치하고, 각 측정장치에 RFID 태그(200)를 유선으로 연결한다.
이와 같이 각 측정장치(100)에 RFID 태그(200)가 연결된 상태에서, 측정장치는 전원공급부(140)가 인가하는 전원을 인터페이스부(150)의 전원출력포트(154) 및 이에 연결된 전원 케이블(219)을 통해 RFID 태그(200)로 제공한다.
이와 같이 RFID 태그(200)에 전원이 인가되는 상태에서, 측정장치(100)는 측정 대상으로부터 소정의 유용한 정보를 측정하여 인터페이스부(150)의 데이터 출력포트(152)를 통해 측정된 데이터를 실시간 출력하는 바, 측정 데이터는 데이터 출력포트(152)에 연결된 직렬 케이블(218)을 통해 RFID 태그(200)의 데이터 입력포트(212)로 입력된 후 메모리(230)에 저장된다.
예를 들어, 상기 측정장치(100)가 온도, 습도, 오염정보, 균열정보 등 주변의 환경정보를 감지하는 센서장치나 측정장치인 경우 정해진 주기마다 측정 데이터를 RFID 태그(200)로 제공하도록 할 수 있고, 이때 RFID 태그(200)의 메모리(230)에는 주기마다 전송된 측정 데이터를 반복적으로 기록한다.
그리고, 상기 측정장치(100)가 병원이나 가정에서 체온, 혈당, 혈압 등의 각종 생체정보를 측정하는 생체정보 측정장치인 경우 측정시마다 획득된 데이터를 RFID 태그(200)로 제공하여 메모리(230)에 저장될 수 있도록 한다.
이후, 관리자가 리더(300)를 휴대한 상태에서 각 측정장치(100)에 연결된 RFID 태그(200)의 정보를 읽게 되는데, 이때 리더(300)의 인식영역 내에 위치한 RFID 태그(200)는 리더의 응답 요청신호를 전송받게 되는 바, RFID 태그(200)의 MCU(220)가 리더(300)의 요청신호에 응답하여 메모리(230)에 저장된 ID 등 소정의 식별정보 및 측정 데이터를 포함한 응답신호를 발생시켜 출력하며, 이 응답신호가 RF 송수신부(240) 및 안테나(250)를 통해 리더로 무선 전송된다.
이때, 상기 리더(300)는 RFID 태그(200)로부터 전송된 응답신호를 전송받게 되면 신호에 포함된 데이터를 메모리(350)에 저장하게 된다.
이와 같이 관리자는 각 측정장치(100)에 연결된 RFID 태그(200)의 데이터를 리더(300)로 수집하여 저장하며, 이후 리더(300)를 정보처리장치(400)의 컴퓨터에 연결하여 리더에 저장된 데이터를 컴퓨터로 이동시킨 뒤 응용 프로그램을 이용하여 측정 데이터를 분석하게 된다.
여기서, 리더 역시 복수개가 사용될 수 있으며, 이때 각 리더를 컴퓨터에 차례로 유선 연결하여 데이터를 이동시킨 뒤 측정 데이터를 분석할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 측정 데이터 처리 시스템에 따르면, 소정의 유용한 정보를 검출하기 위한 복수개의 측정장치를 설치하고, 각 측정장치에 RFID 태그를 유선으로 연결한 후, 관리자가 리더를 휴대하거나 RFID 태그의 정보를 읽을 수 있는 위치에 리더를 설치하고, 리더를 정보처리장치에 데이터 입력이 가능하도록 연결하면, RFID를 이용한 센서 네트워크의 구성이 가능해진다.
특히, 본 발명의 RFID 태그는 측정장치로부터 전원을 인가받도록 되어 있으므로 별도의 자체 전원(배터리) 없이 계속적으로 활성화가 가능하고, 결국 소형화 및 저가격화를 실현할 수 있음은 물론, 배터리 수명에 제약을 받지 않는 영구적인 사용이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그와 이를 이용한 측정 데이터 처리 시스템 및 방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 제공할 수 있게 된다.
1) 본 발명의 RFID 태그는 유선통신에 의해 측정장치로부터 전원을 공급받는 동시에 측정 데이터를 입력받으므로 측정 데이터 처리 시스템에 저비용으로 유용하게 이용될 수 있고, 별도의 자체 전원을 구비하지 않으므로 소형화 및 영구적인 사용이 가능하다.
2) 특히, RFID 시스템이 이미 구축되어 있는 기업, 공장, 물류센터, 병원 등에서 각종 센서장치 및 측정장치들에 유선으로 본 발명의 RFID 태그를 연결하여, 센서장치 및 측정장치에 의해 측정된 데이터를 RFID 태그에 실시간으로 기록하게 함으로써, 관리자가 리더를 이용해 보다 손쉽게 데이터를 획득 및 수집할 수 있다. 즉, 관리자가 리더를 휴대하여 돌아다니면서 각 측정장치에 부착된 태그의 정보를 읽기만 하면 손쉽게 데이터의 획득 및 수집이 가능해진다.
3) 측정 가능한 모든 측정 대상에 대해서 RFID를 이용한 센서 네트워크의 구성이 가능해진다. 또한 병원 등의 기존 RFID 시스템에 손쉽게 연계시킬 수 있으며, 네트워크 연결을 통한 시스템 전산화에 큰 기여를 할 수 있게 된다.
4) 건물 외부에 본 발명의 RFID 태그를 부착하고, 이를 수도, 전기, 가스 등의 검침기기에 유선으로 연결하여, 관리자가 사용량을 매번 직접 읽어서 기록할 필요 없이 외부에서 리더를 통해 간편히 사용량을 직접 획득, 수집할 수 있다. 또한 일 예로 경찰이나 보안관리자의 순찰영역 내 곳곳에 RFID 태그가 달린 디지털 시계 를 설치하여, 순찰자가 리더를 이용해 태그로부터 간편히 순찰시간을 획득하도록 할 수 있다.
Claims (11)
- 인식영역 내에서 무선으로 입력되는 리더의 질의신호에 응답하여 고유의 식별정보를 포함한 응답신호를 무선으로 출력하는 RFID 시스템의 태그에 있어서,외부의 측정장치로부터 작동전원 및 측정 데이터의 입력이 가능하도록 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부, 및 상기 작동전원과 측정 데이터의 입력을 위해서 상기 인터페이스부와 상기 측정장치의 인터페이스부 사이를 연결하는 케이블과;식별정보와 함께 상기 측정장치에서 케이블을 통해 입력되는 측정 데이터를 저장하기 위한 메모리와;무선으로 입력되는 리더의 질의신호에 응답하여, 상기 메모리에 저장된 식별정보와 함께 상기 측정 데이터를 포함한 응답신호를 리더로 무선 전송하기 위해서 출력하는 MCU와;리더와의 무선통신을 위한 안테나 및 RF 송수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그.
- 청구항 1에 있어서, 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부는,상기 측정장치의 인터페이스부 내 전원출력포트와 데이터 출력포트에 각각 케이블 연결되는 전원입력포트와 데이터 입력포트, 그리고 인터페이스 제어를 위한 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부는,측정 데이터의 입력을 위한 구성부로서, 상기 측정장치의 인터페이스부 내 데이터 출력포트와 직렬 케이블로 연결되는 직렬 포트 및 인터페이스 제어를 위한 UART를 포함하는 직렬통신모듈을 포함하여 구성되는 것임을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그.
- 측정 대상으로부터 소정의 유용한 정보를 검출하는 장치로서, 검출부 및 상기 검출부의 출력 신호를 처리하기 위한 신호처리부와, 장치의 작동을 제어하는 제어부와, 작동전원을 제공하기 위한 전원공급부와, RFID 태그와 유선으로 연결되어서, 상기 전원공급부가 제공하는 작동전원 및 상기 신호처리부에서 처리된 신호를 RFID 태그에 입력될 수 있도록 출력하는 인터페이스부로 구성된 측정장치와;상기 측정장치와 유선으로 연결되어서, 측정장치로부터 유선으로 작동전원을 공급받아 동작하는 동시에 측정 데이터를 유선으로 입력받아 저장하는 RFID 태그와;상기 RFID 태그에 저장된 고유의 식별정보 및 측정 데이터를 읽고 수집하기 위한 리더와;상기 리더에 의해 수집된 측정 데이터를 입력받아 분석 및 처리하는 정보처리장치;를 포함하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템.
- 삭제
- 청구항 4에 있어서, 상기 RFID 태그는,외부의 측정장치로부터 작동전원 및 측정 데이터의 입력이 가능하도록 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부, 및 상기 작동전원과 측정 데이터의 입력을 위해서 상기 인터페이스부와 상기 측정장치의 인터페이스부 사이를 연결하는 케이블과;식별정보와 함께 상기 측정장치에서 케이블을 통해 입력되는 측정 데이터를 저장하기 위한 메모리와;무선으로 입력되는 리더의 질의신호에 응답하여, 상기 메모리에 저장된 식별정보와 함께 상기 측정 데이터를 포함한 응답신호를 리더로 무선 전송하기 위해서 출력하는 MCU와;리더와의 무선통신을 위한 안테나 및 RF 송수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템.
- 청구항 6에 있어서, 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부는,상기 측정장치의 인터페이스부 내 전원출력포트와 데이터 출력포트에 각각 케이블 연결되는 전원입력포트와 데이터 입력포트, 그리고 인터페이스 제어를 위한 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템.
- 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 측정장치와의 케이블 연결을 위해서 구비되는 인터페이스부는,측정 데이터의 입력을 위한 구성부로서, 상기 측정장치의 인터페이스부 내 데이터 출력포트와 직렬 케이블로 연결되는 직렬 포트 및 인터페이스 제어를 위한 UART를 포함하는 직렬통신모듈을 포함하여 구성되는 것임을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템.
- 청구항 4에 있어서, 상기 측정장치가 각종 생체정보를 측정하기 위한 생체정보 측정장치인 것을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 시스템.
- 전원 및 측정 데이터의 출력이 가능한 복수개의 측정장치를 각 측정위치에 설치하고, 상기 각 측정장치에 RFID 태그를 유선으로 연결하는 단계와;상기 RFID 태그가 측정장치로부터 전원을 공급받아 동작하도록 하는 동시에 상기 측정장치로부터 측정 데이터를 입력받아 저장하도록 하는 단계와;리더를 이용하여 인식영역 내의 각 RFID 태그에 저장된 고유의 식별정보 및 측정 데이터를 읽고 수집하는 단계와;이후 상기 리더를 정보처리장치에 연결한 상태에서 리더에 의해 수집된 측정 데이터를 정보처리장치에서 분석 및 처리하는 단계;를 포함하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 방법.
- 청구항 10에 있어서,상기 측정장치가 각종 생체정보를 측정하기 위한 생체정보 측정장치인 것을 특징으로 하는 외부 데이터 및 전원을 유선으로 공급받는 RFID 태그를 이용한 측정 데이터 처리 방법.
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20070629 Patent event code: PE09021S01D |
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