KR100801904B1 - 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및그 방법 - Google Patents

리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100801904B1
KR100801904B1 KR1020060069488A KR20060069488A KR100801904B1 KR 100801904 B1 KR100801904 B1 KR 100801904B1 KR 1020060069488 A KR1020060069488 A KR 1020060069488A KR 20060069488 A KR20060069488 A KR 20060069488A KR 100801904 B1 KR100801904 B1 KR 100801904B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reader
tag
wireless communication
signal
communication
Prior art date
Application number
KR1020060069488A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080009820A (ko
Inventor
재 철 신
정 석 이
학 용 이
준 석 박
하 령 오
Original Assignee
(주)씨앤드에스 마이크로 웨이브
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)씨앤드에스 마이크로 웨이브 filed Critical (주)씨앤드에스 마이크로 웨이브
Priority to KR1020060069488A priority Critical patent/KR100801904B1/ko
Priority to PCT/KR2007/003560 priority patent/WO2008013396A1/en
Publication of KR20080009820A publication Critical patent/KR20080009820A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100801904B1 publication Critical patent/KR100801904B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H04B5/48—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K17/00—Methods or arrangements for effecting co-operative working between equipments covered by two or more of main groups G06K1/00 - G06K15/00, e.g. automatic card files incorporating conveying and reading operations
    • H04B5/77—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems

Abstract

본 발명은 무선 데이터 통신을 이용하여 RFID 태그의 정보를 판독하거나 기록하는 무선주파수인식(RFID) 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 리더가 배터리가 내장되지 않은 다수의 수동형 태그의 정보를 판독 및 기록하는 상호 간의 통신에 있어서 특정구역(리더존) 내에 존재하는 저출력 리더의 미약한 질문신호를 증폭하여 특정구역(태그존) 내의 다수의 수동형 태그로 전달해 주어 태그가 송신하는 응답신호(즉 데이터)를 리더가 수신함으로써 리더와 태그의 사이의 판독 및 기록 거리를 확대할 수 있게 하고, 다수의 리더가 동시에 존재할 때 각각의 리더와의 무선통신을 통하여 리더 간의 충돌이 발생하지 않도록 리더의 통신순서를 조정할 수 있는 소정의 통신 수단을 갖추어 다수의 리더와 태그 사이의 통신을 원활하게 해주는 무선통신장치(RF Shower System)를 포함하여 구성된 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 다수의 저전력 리더와 태그의 통신에 있어서 각각의 리더와 본 발명에서 제안하는 무선통신장치와의 무선통신을 통하여 각각의 리더가 태그와 통신하는 방법과 순서를 결정해 줌으로써 현재 무선주파수인식 시스템에서 가장 심각한 문제로 대두되고 있는 다수 리더 간의 충돌문제를 해결해 줄 수 있으며, 낮은 출력의 휴대형 리더의 미약한 신호를 증폭하여 고출력으로 수동형 태그로 전송해 줌으로써 태그가 활성화되고 나서 반사변조하는 응답신호를 리더가 수신함으로써 리더-태그 간의 정보 판독 및 기록의 거리를 획기적으로 확장할 수 있는 효과가 있다.
RFID, 태그, 리더, 무선통신장치, 리더존, 태그존, 인식존, Beacon.

Description

리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및 그 방법{The extensive RFID system for reader-tag communication and method thereof}
도 1은 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 동작을 보여주는 구성도,
도 3은 종래 기술에 따른 저전력 리더-태그 통신을 위한 무선주파수인식(RFID) 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식(RFID) 시스템의 구성을 보여주는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 무선통신장치의 세부구성의 실시예를 보여주는 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 RFID 시스템에 대한 하나의 실시예를 보여주는 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 RFID 시스템의 동작 알고리즘을 나타내는 순서도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 리더 20 : 태그
30 : 고주파방사장치 40 : 네트워크
101 : 리더존 102 : 태그존
103 : 인식존 200 : 무선통신장치
201 : 송수신안테나 202 : 써큘레이터
203 : 출력안테나 210 : 신호처리부
220 : 증폭송신부 230 : 조정신호송신부
240 : 중간주파수분배기 250 : 제어부
211 : 제1대역제한필터 212, 215, 223, 225, 233, 236, 238 : 증폭기
213 : 제1감쇄기 214 : 제1주파수변환기
216 : SAW필터 221 : 제2주파수변환기
222 : 제2대역제한필터 224 : 제2감쇄기
218 : A/D 변환기 231 : D/A 변환기
232 : 중간주파수대역필터 234 :제3주파수변환기
235 : 제3대역제한필터 237 : 제3감쇄기
본 발명은 무선 데이터 통신을 이용하여 RFID 태그의 정보를 판독하거나 기록하는 무선주파수인식(RFID) 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 리더가 배터리가 내장되지 않은 다수의 수동형 태그의 정보를 판독 및 기록하는 상호 간의 통신에 있어서 특정구역(리더존) 내에 존재하는 저출력 리더의 미약한 신호를 증폭하여 특정구역(태그존) 내의 다수의 수동형 태그로 전달해 주어 태그가 송신하는 응답신호(즉 데이터)를 리더가 수신함으로써 리더와 태그의 사이의 판독 및 기록 거리를 확대할 수 있게 하고, 다수의 리더가 동시에 존재할 때 각각의 리더와의 무선통신을 통하여 리더 간의 충돌이 발생하지 않도록 리더의 통신순서를 조정할 수 있는 소정의 통신 수단을 갖추어 다수의 리더와 태그 사이의 통신을 원활하게 해주는 무선통신장치(RF Shower System)를 포함하여 구성된 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification)은 무선 주파수를 사용하여 고유한 식별정보를 가지고 있는 태그로부터 비접촉식으로 정보를 판독하거나 기록함으로써 태그가 부착된 물건이나 동물, 사람 등을 인식·추적·관리할 수 있는 기술이다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보를 지니고 있는 물건이나 동물 등에 부착되는 다수의 태그(Tag) 또는 트랜스폰더(Transponder)와, 상기 태그가 가지고 있는 정보를 판독하거나 기록하기 위한 RFID 리더(Reader) 또는 판독기(Interrogator)로 구성된다.
도 1은 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 RFID 태그(20)는 안테나와 IC 칩으로 구성되고, IC 칩에는 무선주파수 신호를 처리하기 위한 RF회로, 제어로직 및 메모리 등이 내장되어 있다. 상기 RFID 리더(10)는 질문신호를 송신하고, 응답신호를 수신하기 위한 안테나와 RF송수신부 그리고 신호처리를 위한 신호처리부 등으로 이루어진다. RFID 리더(10)는 특정 주파수 대역의 질문신호(F1)를 태그(20)로 전송하고, 상기 태그(20)에서 반사변조된 응 답신호(F1)를 수신한다. 한편 상기 RFID 리더(10)는 컴퓨터 등과 같은 네트워크(40)와 연결될 수 있으며 상기 네트워크(40)는 소정의 응용프로그램을 사용하여 RFID 리더가 판독하거나 태그에 기록한 정보를 저장 및 분석하는 기능을 한다.
도 2는 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 동작을 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 RFID 시스템에서 상기 태그(20)는 배터리가 내장되지 않은 수동형 태그(Passive tag)이다. 따라서 상기 리더(10)와 태그(20) 사이에서 통신이 이루어지기 위해서는 먼저 상기 수동형 태그(20)를 활성화시켜야 한다. 이를 위해서 상기 리더(10)는 소정의 질문신호를 보내고 나서 무선전력을 전송한다. 그러면 수동형 태그(20)는 리더(10)로부터 전송된 전력을 이용하여 활성화된 후 자신이 가지고 있는 고유의 정보를 상기 리더(10)로 전송하게 된다. 이와 같이 종래의 RFID 시스템은 리더(10)와 태그(20) 사이에 통신과 함께 무선전력전송이 함께 이루어진다.
일반적으로 RFID 리더가 무선으로 전력을 전송하는 방법은 두 가지이다. 그 중 하나는 리더와 태그에 형성된 다권선 코일을 이용하는 것이고, 다른 하나는 리더와 태그 사이의 고주파수 대역의 전자기파를 이용하는 것이다.
단권선 코일을 이용하는 자계결합 방식은 태그의 인식거리가 매우 짧기 때문에 출입관리 및 교통카드 등 한정된 용도로만 사용된다. 반면에 최근에는 인식거리를 10m이상으로 확장할 수 있는 RF대역 통신방식이 주로 사용된다. 이러한 RF대역 통신방식에서는 이론적으로 리더가 송출하는 RF대역 통신신호의 출력을 증대시키면 태그와 리더 간의 통신거리는 더욱 늘릴 수 있다. 그러나 리더의 송신출력이 커질 수록 인접한 리더 사이 또는 동일하거나 유사한 주파수를 사용하는 무선 통신기 사이에 주파수 간섭이 일어나게 된다. 또한 RF대역의 통신신호를 고출력으로 방사하기 위해서는 리더의 크기가 커지고 배터리의 소모가 많아지며, 제품의 가격이 상승되는 문제점이 야기된다. 예를 들어 이러한 문제점들은 향후 개인용 이동통신 단말기에 RFID 리더를 장착하는데 큰 장애 요인이 되고 있다.
그리고, 종래의 RFID 시스템에서 수동형 태그는 단순히 식별코드와 정보를 반사시키는 기능만을 하므로, RFID 리더와 정보를 교류할 때만 활성화된다. 그러나 최근의 RFID 시스템에서는 프로세서와 메모리가 장착되어 읽기/쓰기가 가능할 뿐만 아니라 연속적으로 활성화되어 환경정보를 센싱할 수 있는 능동형 태그(Active tag)가 요구되고 있는데, 배터리가 내장되는 능동형 태그는 가격이 비싸고 소형화가 어려우며, 배터리 수명에 따라 사용 기간이 제한받는 단점이 있다. 따라서 배터리가 내장되지 않으면서도 연속적으로 활성화될 수 있는 수동형 태그가 소형화 및 저가화가 용이하기 때문에 많은 수요가 예측되고 있다.
한편, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN,Ubiquitous Sensor Network) 시대에서는 빌딩의 벽이나 바닥 그리고 길거리의 전신주나 보도 등 모든 사물뿐만 아니라 자동차, 동물이나 사람에까지 초소형 태그가 부착되고, 곳곳에 태그의 정보를 읽을 수 있는 리더를 설치하거나 사용자가 리더를 휴대하여 주변의 환경정보를 실시간으로 수집하고 네크워크를 통해 전파할 것으로 전망된다. 따라서 USN에서 사용되는 태그는 종래와 같이 단순히 식별정보만을 전달하는 기능에서 벗어나 센싱 및 메모리 기능이 추가되어 주변의 환경정보(온도, 습도, 오염정보, 균열정보 등)를 스스 로 탐지(Sensor)하여 능동적으로 네트워크에 전달하는 유비쿼터스 센서(u센서)로서 기능이 요청되고 있다. 따라서 이러한 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 구축하기 위해서는 선행적으로 저가격, 고기능, 초소형 태그의 개발이 필요하다.
이와 같이 USN에 적합한 태그는 어느 곳이나 설치할 수 있을 정도로 저가인 동시에 소형이며, 센싱기능이 결합되어 보다 많은 양의 정보를 저장하거나 처리할 수 있어야 한다. 따라서 저가의 수동형 태그가 이러한 기능을 원활하게 수행할 수 있는 형태로 발전하여야 한다. 그러나 종래의 RFID 시스템에서 수동형 태그는 동작에 필요한 에너지를 리더로부터 공급받기 때문에 리더가 존재하지 않거나 리더가 작동하지 않으면 태그를 활성화할 수 없었다. 따라서 수동형 태그는 연속적인 환경정보의 센싱기능을 기대할 수 없다.
또한 종래의 수동형 태그와 리더가 충분한 인식거리를 확보하고 고기능을 달성하기 위해서는 리더로부터 송신하는 주파수의 출력을 크게 증가시켜야 한다. 그러나, RFID 리더의 출력이 커질수록 인접한 리더 사이에 주파수 간섭이 커지는 문제점이 있다. 아울러 수동형 태그가 연속적인 센싱기능을 수행하기 위해서는 반드시 리더가 태그와 근접하게 위치되어야 하므로 리더의 이동성이 크게 제한받는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 도 3에서 보는 바와 같이, 종래 기술에 따른 저전력 리더-태그 통신을 위한 무선주파수인식(RFID) 시스템 및 그 방법에서는 수동형 태그에 연속적으로 전원을 공급할 수 있도록 소정 주파수 대역이 고주파를 방사하는 고주파방사장치가 제안되었다.
즉, 상기 종래의 저전력 리더-태그 통신을 위한 무선주파수인식 시스템은 RFID 리더(10), 수동형 태그(20) 및 고주파방사장치(30:RF shower system)로 구성되어 있다. 그리고 상기 RFID 리더(10)는 소정 주파수 대역의 질문신호(F1)를 보내고 수동형 태그(20)의 응답신호(F1)를 수신하는 무선통신을 하게 되는데, 이때 상기 고주파방사장치(30)는 소정 주파수 대역의 고주파(F1 혹은 F2)를 방사하여 소정 크기의 방사구역 내에 있는 수동형 태그(20)에 무선으로 전력을 공급한다. 상기 수동형 태그(20)는 고주파 방사장치(30)에서 방사되는 고주파(F1혹은 F2)를 이용하여 활성화되고, 상기 리더(10)에서 송출되는 질문신호(F1)를 받은 후 응답신호(F1)를 보내게 된다. 이때 상기 리더(10)는 수동형 태그(20)의 응답을 위하여 전력 전송을 할 필요가 없다. 그러므로 전력 전송이 필요치 않은 상기 RFID 리더(10)는 질문신호(F1)의 출력을 크게 낮출 수 있게 된다. 이와 같이 RFID 리더(10)의 출력을 크게 낮추는 것은 RFID 리더를 개인용 이동통신 단말기에 장착할 때 더욱 유용하다. 즉, 리더가 장착된 다수의 개인용 이동통신 단말기 사이에서 각각의 리더 간에 주파수 간섭의 문제를 해결하고 저전력화 및 소형화하는데 매우 중요하다.
그러나, 종래의 RFID 시스템의 리더-태그 통신에 있어서 리더(10)가 태그(20)의 정보를 판독하거나 기록하는 거리는 고주파방사장치(30)가 송신하는 전력전송(F1 혹은 F2)에 의해 확장될 수 있으나, 상기 고주파방사장치의 전력만 전송하는 전력전송 주파수(CW, continuous wave)는 리더(10) 질문신호에 대하여 태그(20) 가 받아들이기 위한 데이터의 질이 나빠지는 정도를 나타내는 변조지수를 악화시킴으로써 상기 태그(20)가 고주파방사장치(30)에 의해서 송신되는 전력전송(F1 혹은 F2)에 대한 전력수신레벨과 상기 태그(20)의 위치에 따라 매우 민감한 특성을 보이는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 문제점을 해결하고 다수의 리더와 다수의 태그 통신을 원활하게 하기 위한 것으로, 본 발명의 주된 목적은 RFID 리더와 무선통신장치의 통신을 위한 리더존(Reader zone), 태그와 무선통신장치의 통신을 위한 태그존(Tag zone), 태그의 응답신호를 RFID 리더가 판독 및 기록할 수 있는 인식존(Recognition zone)으로 구분하여 실제 RFID 리더의 인식범위 밖에 있는 태그들의 정보를 손쉽게 획득할 수 있는 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 미약한 리더의 질문신호를 증폭하여 리더로부터 멀리 위치한 수동형 태그로 전송함으로써 태그가 리더의 질문신호를 수신하여 반사변조를 통해 리더로 응답할 수 있도록 하는 무선통신장치를 포함하는 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 여러 개의 RFID 리더가 동일한 통신채널에 존재할 경우 리더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더와 동일채널 혹은 특정 통신채널을 이용하여 리더의 태그에 대한 통신순서를 조정해 줄 수 있는 무선통신장치를 포함하는 리더- 태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템은, 하나 이상의 RFID 리더와 수동형 태그(Passive Tag)의 통신으로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서 상기 다수의 리더와 무선통신을 통하여 리더와 태그가 통신할 때 통신순서를 조정해 주고 저출력 리더의 미약한 질문신호를 고출력으로 증폭하여 상기 태그로 전송함으로써 태그의 송신신호를 리더가 수신하여 리더-태그 간의 정보 판독 및 기록의 거리를 확대할 수 있도록 소정의 통신 수단을 갖추고 있는 무선통신장치(RFID shower system)를 포함하여 구성된다.
상기 무선통신장치는, 리더신호를 수신하여 원하는 신호만을 선택하여 저주파로 변환 처리하는 신호처리부와 리더신호를 증폭하여 태그로 송신하는 증폭송신부와 다수 리더 간의 통신순서를 조정하여 리더로 송신하는 조정신호송신부와 리더 신호를 분석 및 저장하는 기능을 수행하고 상기 신호처리부와 송신부와 통신순서조정부를 제어하는 제어부로 구성되며, 하나 이상의 리더와의 무선통신을 통해 얻어지는 리더의 명령정보를 저장하는 메모리를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 무선통신장치는 상기 RFID 리더와 분리되어 독립적으로 설치되고, 상기 RFID 리더와의 무선통신을 통하여 하나 이상의 태그와 통신을 할 수 있도록 소정의 크기의 리더의 통신영역(리더존)과 리더의 미약한 신호를 증폭하여 하나 이상의 수동형 태그를 커버할 수 있도록 소정 크기의 무선통신장치의 방사구역(태그존)을 형 성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템의 방법은, 하나 이상의 RFID 리더가 존재할 때 리더 간의 충돌로 인해 무선주파수인식 자체가 불가능해 지는 것을 방지하기 위하여 리더가 무선통신장치와 무선통신을 통하여 통신순서를 조정하기 위하여 상기 리더가 통신채널 점유를 위하여 통신신호를 무선통신장치로 송신하는 단계와; 상기 무선통신장치가 리더 간의 통신순서를 조정 및 확정하는 단계와; 상기 리더가 확정된 통신순서에 따라 질문신호를 무선통신장치로 전송하는 단계와; 상기 무선통신장치가 태그와의 통신순서가 확정된 리더의 질문신호를 증폭하여 태그존 내에 있는 태그로 전송하는 단계와; 상기 태그가 무선통신장치로부터 리더의 질문신호를 받아 활성화되고 반사변조를 통하여 응답신호를 리더로 전송하는 단계와; 상기 리더가 태그의 응답신호를 통해 태그의 정보를 판독하거나 기록하는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 무선통신장치는 리더-태그 통신의 종료를 확인하고 다른 리더가 통신하도록 통신순서를 할당하는 단계와; 리더의 불합리한 명령어를 판독하여 감시하고 메모리에 저장하는 단계; 및 리더의 불합리한 정보를 전송하거나 경고하여 관리하는 단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템의 구성 및 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템의 기본 구성을 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 확장형 무선주파수인식 시스템은 RFID 리더(10), 수동형 태그(20) 및 무선통신장치(200)로 구성되며, 상기 리더와 무선통신장치의 통신을 위한 리더의 통신영역인 리더존(101), 태그와 무선통신장치의 리더신호 전송을 위한 통신영역인 태그존(102) 및 리더가 태그의 반사변조된 응답신호를 받기 위한 통신영역인 인식존(103)으로 구성되어 있다.
상기 다수의 RFID 리더(10)와 무선통신장치(200)는 임의의 통신채널(FX)을 이용하여 통신을 함으로써 무선통신장치(200)가 각 리더의 통신순서를 조정하는 과정을 통해 리더 간의 충돌이 발생하지 않도록 조정한다. 이때 리더(10)가 무선통신장치(200)와 통신 가능한 통신영역 리더존(101)을 형성한다.
상기 다수의 리더(10)와 태그(20) 통신을 위한 순서를 조정하기 위하여 다수의 리더(10)와 무선통신장치(200)의 통신은 도 4의 예시처럼 임의의 통신채널(FX)을 별도의 규약을 통해 지정하여 사용할 수도 있으며, 리더(10)가 태그(20)와의 통신을 위해 사용하는 채널과 확장된 프로토콜을 동일하게 사용할 수도 있다. 따라서 임의의 통신채널(FX)을 사용하는 것이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
또한, 리더(10)가 무선통신장치(200)로부터 확인신호 또는 어떠한 정보도 수신하지 못한다면, 리더(10)는 무선통신장치(200)가 존재하지 않는 무선주파수인식 시스템으로 규정하여 리더(10) 단독으로 태그(20) 인식을 위한 통신을 할 수 있다. 이때 다수의 리더(10)가 무선통신장치(200)의 존재 유무를 판단하는 방법은 도 4의 예시처럼 임의의 통신채널(FX)을 이용할 수도 있으며, 무선통신장치(200)가 일정한 Beacon신호를 지속적으로 송신하여 다수의 리더가 무선통신장치(200)의 존재를 Beacon 신호로 확인하여 무선통신장치(200)와 통신을 하지 않고도 확인할 수 있다.
무선통신장치(200)가 존재하는 확장형 무선주파수인식 시스템의 경우, 무선통신장치(200)의 조정을 받은 순서에 따라 각 리더(10)는 수동형 태그(20)의 정보를 판독 및 기록하기 위한 질문신호를 무선통신장치(200)로 전송하고, 무선통신장치(200)는 리더(10)의 질문신호를 증폭하여 임의로 할당된 태그존(102)으로 전송한다. 이때 무선통신장치(200)의 할당된 태그존(102) 내에 존재하는 태그(20)는 무선통신장치(200)의 신호를 받아 태그(20) 자신이 활성화되고, 리더(10)의 질문신호를 인식할 수 있는 태그존(102)을 형성하게 된다. 따라서 태그(20)는 무선통신장치(200)로부터 받은 신호를 리더 신호로 인지하여 수신전력을 통해 자신이 활성화되고 리더(10)의 명령을 인식한 후 반사변조를 통해 자신의 고유정보를 인식존(103) 내에 있는 리더(10)로 전송한다.
그러면 리더(10)는 비교적 먼 거리에서 태그(20)의 응답신호를 수신하여 태그(20)의 고유정보를 판독하거나 임의의 정보를 기록하는 통신과정을 거쳐 무선통신장치(200)를 통해 태그(20)에 정보를 기록할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 확장형 무선주파수인식 시스템은 미약한 RFID 리더(10) 신호를 높은 출력으로 증폭해서 태그(20)로 전송해 줌으로써 리더의 판독 및 기록거리를 확대할 수 있을 뿐만 아니라 다수의 리더(10)와 무선통신장치(200)와의 무선통신을 통해 리더 간의 충돌을 방지할 수 있는 중요한 특징을 갖는다.
도 5는 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스 템의 무선통신장치(200)의 세부 블록의 예시이다.
상기 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 확장형 무선주파수인식 시스템의 무선통신장치(200)는, 리더(10)와의 통신을 위한 신호를 송수신하는 역할을 하는 송수신안테나(201)와; 상기 송수신안테나(201)로부터 받은 RF대역의 리더신호를 제1대역제한필터(211)에 전달해 주고, 제2고출력증폭기(238)로부터 받은 RF대역 통신채널(FX)신호를 리더로 전송할 수 있도록 송수신안테나(201)에 전달해 주는 써큘레이터(202)와; 타 대역의 간섭을 받지 않고 리더의 신호만을 통과시키는 제1대역제한필터(211), 상기 제1대역제한필터(211)를 통과한 리더의 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(212), 상기 저잡음증폭기(212)를 통과한 리더 신호의 레벨을 조정하는 감쇄기(213), 상기 감쇄기(213)를 통해 적절한 레벨로 설정된 리더신호를 저주파로 변환하는 제1주파수변환기(214), 상기 제1주파수변환기(214)로부터 전송된 중간주파수를 증폭하는 증폭기(215), 상기 증폭된 신호를 원하는 중간주파수 대역만을 통과시키는 SAW필터(216)를 포함하는 신호처리부(210)와; 상기 SAW필터(216)를 통과한 중간주파수의 리더 신호를 제2주파수 변환기(221)와 A/D변환기(218)로 나누어 전송해주는 중간주파수분배기(240)와; 상기 중간주파수분배기(240)로부터 받은 중간주파수의 리더신호를 원래의 RF 대역으로 변환하는 제2주파수변환기(221), 상기 제2주파수 변환기(221)로부터 받은 신호에 대해 원하는 대역만을 통과시키는 제2대역제한필터(222), 상기 제2대역제한필터(222)의 출력신호의 레벨을 높게 증폭시키는 증폭기(223), 상기 증폭된 신호의 레벨을 적절하게 맞추어 주는 제2감쇄기(224), 상기 제2감쇄기(224)를 통과한 RF대역 리더신호를 높은 출력으로 증폭시키는 제1고출력증폭기(225)를 포함하는 송신부와; 제1고출력증폭기(225)의 높은 출력신호를 태그로 송신해주는 출력안테나(203)와; 상기 중간주파수분배기(240)로부터 받은 중간주파수의 아날로그 리더신호를 디지털 데이터로 전환해주는 A/D변환기(218)와; 상기 A/D변환기(218)로부터 받은 디지털신호 형태의 리더 신호를 분석 및 저장하는 기능을 수행하고, 통신을 시도한 리더에게 FM0의 조정데이터를 코딩하여 전송하는 역할을 하는 제어부(250)와; 상기 제어부(250)로부터 수신한 FM0의 디지털 조정데이터를 중간주파수의 아날로그 조정신호로 전환해 주는 D/A변환기(231), 상기 D/A변환기(231)로부터 받은 신호 중 원하는 대역만을 통과시키는 중간주파수대역필터(232), 상기 필터링된 중간주파수의 조정신호를 증폭하는 증폭기(233), 상기 증폭기(233)의 중간주파수 조정신호를 RF대역의 조정신호로 변환해주는 제3주파수변환기(234), 상기 제3주파수변환기(234)로부터 받은 신호 중 원하는 대역만을 통과시키는 제3대역제한필터(235), 상기 제3대역제한필터(235)의 출력신호를 증폭시키는 증폭기(236), 상기 증폭된 신호를 적절한 레벨로 만들어 주는 제3감쇄기(237), 상기 제3감쇄기(237)의 출력신호를 원하는 레벨만큼 증폭시켜 써큘레이터(202)를 통해 리더(10)로 RF대역 조정신호를 송신하도록 하는 고출력증폭기(238)를 포함하는 통신순서조정부(230);로 구성된다.
본 발명에 따른 확장형 무선주파수인식 시스템에서 상기 무선통신장치(200)의 통신채널(FX)을 통한 통신순서조정에 대하여 통신채널(FX)신호의 흐름을 살펴보 면, 먼저 리더(10)가 태그(20)와의 통신을 위하여 채널 점유를 위한 통신채널(FX)신호를 무선통신장치(200)로 송신하면 그 신호는 송수신안테나(201), 써큘레이터(202), 제1대역제한필터(211)를 거처 저잡음증폭기(212)에서 증폭된 다음, 제2감쇄기(213)에서 적정레벨로 조절되어, 제1주파수변환기(214), 증폭기(215), SAW필터(216) 및 중간주파수분배기(240)를 거처 A/D변환기(218)를 통해 디지털신호로 변환되어 제어부(250)로 공급된다. 제어부(250)에서는 수신된 디지털 신호를 복조하여 기저대역 신호로 만든 다음, 리더의 송신정보를 분석 및 확인하고, 현재 통신채널 상에서 리더 간의 충돌여부를 판단하여 충돌이 발생하면 NACK 혹은 무응답의 신호를 전송하고, 충돌이 발생하지 않는다고 판단할 경우 ACK신호를 D/A변환기(231)를 통해 리더로 송신한다. 이때 제어부(250)가 리더(10) 간의 충돌가능성을 판단하여 리더(10)로 통신채널(FX)신호를 보내는 방법에 대한 NACK, 무응답 또는 ACK의 송신은 일실시예로서 나타낸 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 다른 형태의 통신방법을 이용할 수도 있다.
다수의 리더(10)와 무선통신장치(200)와의 통신채널(FX)을 통한 통신순서조정의 통신이 완료되어 태그(20)와의 통신이 할당된 리더(10)는 태그(20)의 정보 판독 및 기록을 위한 질문신호를 전송하게 되고 무선통신장치(200)는 세부적으로 송수신안테나(201)를 통하여 리더의 질문신호를 수신하여 써큘레이터(202), 제1대역제한필터(211), 저잡음증폭기(212), 제1감쇄기(213)를 거친 다음, 제1주파수변환기(214)에서 중간주파수로 변환되어 증폭기(215), SAW필터(216)를 거쳐 원하는 대 역만 통과하여 중간주파수분배기(240)를 거쳐서 제2주파수변환기(221)에서 다시 RF대역 리더질문신호로 변환되어 제2대역제한필터(222), 증폭기(223)를 거쳐 제2감쇄기(224)에서 적절한 레벨로 조정된 다음 제1고출력증폭기(225), 출력안테나(203)를 통해 무선통신장치(200)에서 이미 할당된 태그영역(102) 내에 있는 태그로 방사된다.
무선통신장치(200)로부터 리더신호를 수신한 태그(20)는 반사변조를 통해 인식존(103) 내에 있는 리더(10)로 자신의 고유정보를 전송해 주고, 리더(10)는 비교적 먼 거리에서 태그(20)의 정보를 판독하거나 기록을 할 수 있게 되어 저출력의 리더로 제작할 수밖에 없는 휴대형의 저출력의 리더(10)의 무선주파수인식 시스템에 무선통신장치(200)를 추가하여 확장형 시스템을 구축함으로써 리더(10)의 인식 및 기록 거리를 획기적으로 확대할 수 있는 장점을 가지게 된다.
도 6은 확장형 무선주파수인식 시스템의 실시예를 보여준다. 도 6에 도시된 바와 같이 리더(10)와 무선통신장치(200)의 리더존(101) 내에는 여러 그룹의 리더(10)가 존재할 수 있으며 각각의 리더(10)는 태그(20)와의 통신을 위해서 무선통신장치(200)의 조정과정을 거치게 된다. 그리고 무선통신장치(200)는 여러 개의 안테나를 통해 여러 개의 태그존(102)을 형성할 수 있기 때문에 리더그룹은 원하는 태그존(102)에 있는 태그(20)와의 통신이 무선통신장치(200)를 통해 가능해진다.
이어 도 7은 확장형 무선주파수인식 시스템의 통신 알고리즘의 실시예를 보여준다. 도시된 바와 같이 리더(10)는 태그(20)와의 통신채널 점유를 위하여 무선통신장치(200)로 채널점유를 위한 통신신호를 전송(301)하게 되고, 무선통신장 치(200)는 리더 간의 충돌 가능성을 판단(302)한다. 이미 할당한 리더(10)가 존재할 경우 즉, 충돌이 발생할 것으로 판단된 경우에는 무선통신장치(200)는 통신을 시도한 리더에게 NACK 혹은 무응답의 형태로 신호를 송신하여 현재 통신의 할당에 대하여 대기하도록 하게 하고, 충돌가능성이 없을 경우 무선통신장치(200)는 ACK 신호를 리더(10)에게 송신(303)하여 통신채널을 사용하도록 한다. 무선통신장치(200)로부터 ACK 신호를 받은 리더(10)는 태그정보의 판독 및 기록을 위한 질문신호를 송신(304)한다. 그러면 무선통신장치(200)는 리더(10)의 질문신호를 증폭하여 고출력으로 태그존(102) 내에 존재하는 태그로 전송한다. 태그(20)가 무선통신장치(200)로부터 리더(10)의 질문신호를 받으면 태그(20)는 수신전력을 이용해 활성화되고 고유의 정보를 반사변조를 통해 리더(10)로 전송(306)한다. 그리고 리더(10)는 태그(20)의 응답신호를 통해 태그(20)의 정보를 판독하거나 필요시 기록하는 과정(307)을 거친다. 판독 및 기록이 완료되지 않을 경우 리더(10)는 무선통신장치(200)를 통하여 판독 및 기록이 완료(308)될 때까지 상기 304 내지 308의 과정을 지속하고, 판독 및 기록이 완료되면 리더(10)는 무선주파수인식과정을 종료(309)한다. 리더(10)의 통신 종료는 리더(10)가 종료할 수도 있고 무선통신장치(200)가 통신중인 리더와 대기중인 리더를 조정하여 종료(309) 및 시작(300)을 제어할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이 본 발명에 따른 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템은, 다수의 저전력 리더와 태그의 통신에 있어서 각각의 리더와 본 발명에서 제안하는 무선통신장치와의 무선통신을 통하여 각각의 리더가 태그와 통신하는 방법과 순서를 결정해 줌으로써 현재 무선주파수인식 시스템에서 가장 심각한 문제로 대두되고 있는 다수 리더 간의 충돌문제를 해결해 줄 수 있으며, 낮은 출력의 휴대형 리더의 미약한 신호를 증폭하여 고출력으로 수동형 태그로 전송해 줌으로써 태그가 활성화되고 나서 반사변조하는 응답신호를 리더가 수신함으로써 리더-태그 간의 정보 판독 및 기록의 거리를 획기적으로 확장할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 리더의 출력전력을 높이지 않고 리더와 인식거리를 확대할 수 있기 때문에 리더의 저전력화, 소형화 및 저가화 구현이 가능해지고, 기존의 휴대폰이나 PDA 등과 같은 이동통신단말기에 리더를 내장하여 리더 겸용 이동통신단말기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 리더-태그 간 확장형 무선주파수 인식시스템은 다수의 리더 사이의 충돌 방지와 리더 태그 사이의 판독 및 기록거리를 확대하는 효과를 볼 수 있기 때문에 무선주파수인식 시스템의 상용화 및 서비스 확장에 크게 기여할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 하나 이상의 RFID 리더와 수동형 태그(Passive Tag)의 통신으로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서,
    상기 리더와 무선통신을 통하여 저출력 리더의 미약한 신호를 고출력으로 증폭하여 상기 태그로 전송함으로써 태그의 송신신호를 리더가 수신하여 리더-태그 간의 정보 판독 및 기록의 거리를 확대할 수 있도록 소정의 통신 수단을 갖추고 있는 무선통신장치(RFID shower system)를 구비하되;
    상기 무선통신장치는, 상기 RFID 리더와 분리되어 독립적으로 설치되고, 상기 RFID 리더와의 무선통신을 통하여 하나 이상의 태그와 통신을 할 수 있도록 소정의 크기의 리더의 통신영역(리더존)과 리더의 미약한 신호를 증폭하여 하나 이상의 수동형 태그를 커버할 수 있도록 소정 크기의 무선통신장치의 방사구역(태그존)을 형성하며;
    상기 무선통신장치는, 하나 이상의 리더가 존재 시 리더 간의 충돌을 방지하기 위하여 각각의 리더와 무선통신할 수 있는 수단을 갖추고 있어 각각의 리더와의 통신채널을 통하여 리더의 통신순서를 조정하는 것을 특징으로 하는 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선통신장치는, 하나 이상의 리더와의 무선통신을 통해 얻어지는 리더의 명령정보를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템.
  5. 하나 이상의 RFID 리더와 수동형 태그 및 상기 미약한 리더 신호를 증폭하여 태그로 전송해 주고 하나 이상의 리더와 무선 통신을 통하여 리더 간의 충돌을 방지할 수 있는 통신수단을 갖추고 있는 무선통신장치를 포함하는 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템에 있어서,
    상기 리더가 통신채널 점유를 위하여 통신신호를 무선통신장치로 송신하는 단계와;
    상기 무선통신장치가 리더 간의 통신순서를 조정 및 확정하는 단계와;
    상기 리더가 확정된 통신순서에 따라 질문신호를 무선통신장치로 전송하는 단계와;
    상기 무선통신장치가 태그와의 통신순서가 확정된 리더의 질문신호를 증폭하여 태그존 내에 있는 태그로 전송하는 단계와;
    상기 태그가 무선통신장치로부터 리더의 질문신호를 받아 활성화되고 반사변조를 통하여 응답신호를 인식존 내에 있는 리더로 전송하는 단계와;
    상기 리더가 태그의 응답신호를 통해 태그의 정보를 판독하거나 기록하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무선통신장치는 리더-태그 통신의 종료를 확인하고 다른 리더가 통신하도록 통신순서를 할당하는 단계와; 리더의 불합리한 명령어를 독출하여 감시하고 메모리에 저장하는 단계와; 리더의 불합리한 정보를 전송하거나 경고하여 관리하는 단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리더-태그 통신을 위한 확정형 무선주파수인식방법.
KR1020060069488A 2006-07-25 2006-07-25 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및그 방법 KR100801904B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060069488A KR100801904B1 (ko) 2006-07-25 2006-07-25 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및그 방법
PCT/KR2007/003560 WO2008013396A1 (en) 2006-07-25 2007-07-25 Extensive rfid system for reader-tag communication and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060069488A KR100801904B1 (ko) 2006-07-25 2006-07-25 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080009820A KR20080009820A (ko) 2008-01-30
KR100801904B1 true KR100801904B1 (ko) 2008-02-12

Family

ID=38981679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060069488A KR100801904B1 (ko) 2006-07-25 2006-07-25 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및그 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100801904B1 (ko)
WO (1) WO2008013396A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11192055B2 (en) 2017-08-30 2021-12-07 Cummins Filtration Ip, Inc. Interlock for genuine filter recognition

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018165146A1 (en) 2017-03-06 2018-09-13 Cummins Filtration Ip, Inc. Genuine filter recognition with filter monitoring system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050027100A (ko) * 2005-02-07 2005-03-17 (주)씨앤드에스 마이크로 웨이브 저 전력 리더-태그 통신을 위한 지능형 무선주파수인식시스템 및 그 방법
KR20050032533A (ko) * 2004-09-15 2005-04-07 (주)씨앤드에스 마이크로 웨이브 저전력 리더-태그 통신을 위한 무선주파수인식 시스템 및그 방법
EP1596344A1 (en) 2004-05-11 2005-11-16 Sensormatic Electronics Corporation Wireless transponder for a security system
KR20060112977A (ko) * 2005-04-28 2006-11-02 이지현 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1596344A1 (en) 2004-05-11 2005-11-16 Sensormatic Electronics Corporation Wireless transponder for a security system
KR20050032533A (ko) * 2004-09-15 2005-04-07 (주)씨앤드에스 마이크로 웨이브 저전력 리더-태그 통신을 위한 무선주파수인식 시스템 및그 방법
KR20050027100A (ko) * 2005-02-07 2005-03-17 (주)씨앤드에스 마이크로 웨이브 저 전력 리더-태그 통신을 위한 지능형 무선주파수인식시스템 및 그 방법
KR20060112977A (ko) * 2005-04-28 2006-11-02 이지현 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11192055B2 (en) 2017-08-30 2021-12-07 Cummins Filtration Ip, Inc. Interlock for genuine filter recognition
US11633684B2 (en) 2017-08-30 2023-04-25 Cummins Filtration Ip, Inc. Interlock for genuine filter recognition

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080009820A (ko) 2008-01-30
WO2008013396A1 (en) 2008-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100778307B1 (ko) 저 전력 리더-태그 통신을 위한 지능형 무선주파수인식시스템 및 그 방법
JP4519142B2 (ja) 非接触情報記憶装置内の情報にアクセスするための情報アクセス・システム及びその方法
KR100778306B1 (ko) 저전력 리더-태그 통신을 위한 무선주파수인식 시스템 및그 방법
KR100875924B1 (ko) Ｒｆｉｄ 태그의 전력 관리 장치 및 그 방법
KR100730745B1 (ko) 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법
KR101597199B1 (ko) 각종 판독 범위를 갖는 ｒｆｉｄ 태그들을 구비한 ｒｆｉｄ 포털 시스템
KR100912076B1 (ko) 리더／태그 통합형 ｒｆｉｄ 장치 및 방법
KR20070056818A (ko) 무선주파수인식 시스템
JP4983017B2 (ja) 情報アクセス・システム、および非接触情報記憶装置内の情報にアクセスする方法
JP2003536302A (ja) 遠隔通信のシステムおよび方法
KR100801904B1 (ko) 리더-태그 통신을 위한 확장형 무선주파수인식 시스템 및그 방법
KR20090019227A (ko) 밀집모드를 지원하는 수동형 ｒｆｉｄ 리더
KR20070056816A (ko) 무선주파수인식 시스템
JP2006268359A (ja) 非接触ｉｃタグ及び非接触ｉｃタグ通信システム
KR100783084B1 (ko) 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법
KR100789445B1 (ko) 복수의 무선 통신 장치를 제공하는 이동형 ｒｆｉｄ 리더기
KR100907212B1 (ko) Ｆｆｔ 알고리즘을 이용하여 밀집모드를 지원하는 수동형ｒｆｉｄ 리더
KR100751559B1 (ko) 무선주파수인식 시스템
US20150278561A1 (en) Coexistence of rf barcodes and other nfc devices
KR100867755B1 (ko) 무선주파수인식 리더
KR100784648B1 (ko) Ｒｆｉｄ 장치 및 데이터 전송 속도 개선 방법 및 그시스템
JP4815946B2 (ja) 無線タグリーダ
KR20100073006A (ko) 리더기능 및 태그기능을 구비한 멀티태그 및 그의 동작 방법
KR100870101B1 (ko) 멀티 리더-태그 통신을 위한 무선통신장치(알에프 샤워시스템) 및 그 제어방법
KR20070118829A (ko) 알에프아이디 시스템용 리더

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
LAPS Lapse due to unpaid annual fee