KR100818909B1 - 다중 대역 ｒｆｉｄ 리더기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 듀플렉서; 상기 듀플렉서를 통하여 분리된 수신 신호 또는 송신 신호의 일부 신호를 분기하여 전달하는 방향성 커플러; 상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터; 상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 데이터 송, 수신을 제어하는 DSP; 및 상기 DSP의 제어신호에 따라 송, 수신 모드를 온, 오프 시키는 RF 스위치를 포함하는 다중 대역 RFID 리더기를 제공할 수 있다.
상기와 같은 구성을 통한 본 발명은 다중 주파수 대역을 이용하는 다종의 태그로부터 전송되는 신호를 주파수 대역에 구애받지 않고 판독할 수 있는 다중 대역 RFID 리더기를 제공한다. 또한, 본 발명은 종래 RFID 리더기를 구성하는 안테나를 착탈 가능하도록 형성하여 착탈형 다중 대역 RFID 리더기를 제공한다.
RFID, 태그, 다중 대역

Description

다중 대역 ＲＦＩＤ 리더기{Multiple Band RFID Reader Device}
도 1은 종래 RFID 리더 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더기에서의 다중 대역을 이용한 송, 수신시 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더기의 내부 구조를 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,100: 태그 20,300: RFID 리더기
21,200: 안테나 22: 회로부
30,400: 호스트 컴퓨터 320: 듀플렉서
330: 방향성 커플러 340: RF 디텍터
350: RF 스위치 360: DSP
본 발명은 다중 대역 RFID 리더기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UHF (860MHz - 960MHz) 대역과 2.45GHz 대역 간 주파수 차이에 구애받지 않고 태그와 RFID 리더기 간 통신이 이루어질 수 있도록 하는 다중 대역 RFID 리더기에 관한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야의 종래기술을 상세히 설명한다.
도 1은 종래 RFID 리더 시스템을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 RFID(Radio Frequency IDentification) 리더 시스템은 특정 주파수 대역을 이용하여 통신이 가능한 태그(Tag;10)와, 상기 태그(10)와 무선 신호를 송, 수신하는 RFID 리더(Reader)기(20)와, 상기 RFID 리더기(20)로부터 전송된 신호를 판별하여 특정 프로세스를 수행하는 호스트 컴퓨터(30)를 포함한다.
보다 상세히, 상기 태그(10)에는 소형 집적회로 칩이 내장될 수 있으며, 상기 집적회로 칩에 다양한 정보를 입력하여 물류관리 표식, 전자 신분증, 전자화폐, 신용카드, 동물 인식 등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다. 한편, 상기 RFID 리더기(20)는 상기 태그(10)와 무선으로 데이터 신호를 송, 수신하는 안테나(21)와 상기 안테나(21)와 연결되어 상기 데이터 신호를 호스트 컴퓨터(30)로 송, 수신하는 회로부(22)를 포함하여 구성되며, 상기 태그(10) 및 호스트 컴퓨터(30) 사이의 원활한 데이터 전송을 매개한다.
일반적으로 RFID 리더 시스템에 사용되는 태그(10)는 크게 그 사용 주파수에 따라 UHF 대역과 2.45GHz 대역의 태그(10)로 분리할 수 있다. 종래 RFID 리더기(20)의 경우 상기 두 대역 중 어느 한 대역에 대해서만 동작 가능하도록 제작되 기 때문에, 태그(10)의 종류에 구애받지 않고 원활한 데이터를 판독하기 위해서는 적어도 두 대 이상의 서로 다른 대역을 커버하는 RFID 리더기(20)를 구비해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 각 대역을 커버하는 각각의 RFID 리더기(20)에 송, 수신 단일 안테나(21)를 사용할 경우, 상기 태그(10)를 인식하기 위한 최소의 송, 수신 분리도로서 -40dB 이하를 만족시켜야 하는 기술적인 문제점도 존재한다.
또한, 종래 RFID 리더기(20)의 경우 안테나(21)와 회로부(22)가 일체로만 형성되기 때문에 상기 안테나(21)와 회로부(22) 각각을 서로 분리하는 것이 불가능하여 안테나(21) 또는 회로부(22) 중 일부분만의 교체나 수리에 어려움이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 다중 주파수 대역을 이용하는 다종의 태그로부터 전송되는 신호를 주파수 대역에 구애받지 않고 판독할 수 있는 다중 대역 RFID 리더기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래 RFID 리더기를 구성하는 안테나를 착탈 가능하도록 형성하여 착탈형 다중 대역 RFID 리더기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 듀플렉서; 상기 듀플렉 서를 통하여 분리된 수신 신호 또는 송신 신호의 일부 신호를 분기하여 전달하는 방향성 커플러; 상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터; 상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 데이터 송, 수신을 제어하는 DSP; 및 상기 DSP의 제어신호에 따라 송, 수신 모드를 온, 오프 시키는 RF 스위치를 포함하는 다중 대역 RFID 리더기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 안테나를 통하여 수신된 태그의 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 듀플렉서; 상기 안테나로부터 데이터 송, 수신을 제어하는 DSP; 및 상기 DSP의 제어신호에 따라 송, 수신 모드를 온, 오프 시키는 RF 스위치를 포함하는 다중 대역 RFID 리더기를 제공할 수 있다. 바람직하게는 상기 DSP는 상기 안테나로부터 수신 신호의 입력 여부를 판별하여 데이터 송, 수신을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 RF 스위치는 상기 제어 신호 입력 시 GEN2 또는 EPC Class1, Class2, ISO/IEC 18000-4, 18000-6B,6C 규정에 따라 송신과 수신을 주기적으로 반복할 수 있다. 또한, 다중 대역 신호의 송, 수신시 각 대역간 통신 주기에 소정의 시간차를 줌으로써 신뢰성 높은 데이터 송수신을 보장할 수 있다.
한편, 데이터 송, 수신시 신호가 전달되는 경로가 상기 RF 스위치의 동작에 따라 분리되어 상기 태그의 인식율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 듀플렉서를 통하여 분기되는 신호는 UHF 대역과 2.45GHz 대역일 수 있다.
한편, 상기 안테나는 상기 RFID 리더기로부터 분리 형성되어 착탈 가능할 수 있다.
상기와 같은 구성을 통한 본 발명은 다중 주파수 대역을 이용하는 태그로부터 전송되는 신호를 주파수 대역에 구애받지 않고 판독할 수 있는 다중 대역 RFID 리더기를 제공한다.
또한, 본 발명은 종래 RFID 리더기를 구성하는 안테나를 착탈 가능하도록 형성하여 착탈형 다중 대역 RFID 리더기를 제공한다.
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더 시스템을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더 시스템은 다중 대역을 통하여 통신이 가능한 다종의 태그(100)와, 상기 태그(100)와 무선 신호를 송, 수신하며, 착탈 가능한 안테나(200)와, 상기 안테나(200)와 연결되어 신호를 입출력하는 RFID 리더(Reader)기(300)와, 상기 RFID 리더기(300)로부터 전송된 신호를 판별하여 특정 프로세스를 수행하는 호스트 컴퓨터(400)를 포함한다.
상기 RFID 리더기(300)는 상기 태그(100)로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 듀플렉서(Duplex;도 4의 도면부호 320 참조), 상기 듀플렉서(320)를 통하여 분리된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터(Detector;도 4의 도면부호 340 참조), 상기 데이터 신호의 송수신 경로를 스위칭하는 RF 스위치(도 4의 도면부호 350 참조) 및 상기 RF 스위치(350)의 작동을 제어하는 DSP(Digital Signal Processor;도 4의 도면부호 360 참조)를 포함한다. 물론 상기 DSP는 상기 RF 스위치의 제어를 위한 그 어떤 구성요소로도 대체가 가능하며, 대표적인 예로 FPGA(Field-Programmable Gate Array)로 대용될 수 있다. 즉, 본원 발명의 권리범위를 정함에 있어, 각 구성요소의 명칭에 구애받기보다는 각 구성요소의 실질적 기능을 중심으로 판단해야 할 것이다. 상기 각 구성요소는 이하 도 4를 통하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더기에서의 다중 대역을 이용한 송, 수신시 타이밍도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더기(300)에서의 데이터 송, 수신은 각각의 주파수 대역에서 송신 모드 및 수신 모드가 주기적으로 온(on), 오프(off) 됨으로써 이루어진다. 보다 상세히, 상기 DSP(360)의 제어에 의하여 상기 RF 스위치(350)가 주기적으로 송신 경로와 수신 경로를 번갈아 형성함으로써, 신뢰성 높은 데이터의 송수신을 보장한다.
본 RFID 리더기(300)는 서로 다른 대역을 이용하여 데이터 전송을 수행하므로 하나의 안테나(200)를 이용한 데이터 송수신에 무리는 없으나, 보다 신뢰성 높은 데이터 송수신을 위해서 UHF 대역과 2.45GHz 대역의 송, 수신시 소정의 시간차(time delay)를 줌으로써 데이터의 송, 수신시 중복을 미연에 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 RFID 리더기의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 RFID 리더기(300)는 태그(100)로부터 전달된 데이터 수신 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 듀플렉서(320), 상기 듀플렉서(320)를 통하여 분리된 수신 신호 또는 상기 RFID 리더기(300)로부터 상기 태그(100)로 송신하는 신호의 일부 신호를 RF 디텍터(340)로 분기하여 전달하는 방향성 커플러(Directional Coupler;330), 상기 방향성 커플러(330)로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터(340), 상기 RF 디텍터(340)를 통하여 판별된 주파수 대역에 형성된 RF 스위치(350)를 제어하는 DSP(360), 상기 DSP(360)의 제어신호에 따라 송, 수신 모드를 온, 오프 시키는 RF 스위치(350)를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위하여 상기 방향성 커플러(330)는 상기 태그(100)로부터의 수신 신호를 RF 디텍터(340)로 분기시킨다고 가정하여 설명한다.
상기 RFID 리더기(300)의 동작 과정을 살펴보면, 다중 대역 안테나(200)를 통하여 수신 신호가 검출될 때, 상기 듀플렉서(320)는 상기 수신 신호를 UHF 대역과 2.45GHz 대역의 신호로 분리한다. 상기 분리된 신호는 각 대역의 수신 경로상에 형 성된 방향성 커플러(330)를 거쳐 RF 디텍터(340)로 전달된다. 보다 상세히, 상기 방향성 커플러(330)는 상기 듀플렉서(320)로부터 전송된 신호 중 일부를 RF 디텍터(340)로 전달하며, 상기 RF 디텍터(340)는 상기 수신 신호의 주파수 대역을 판별한다. 이후 상기 RF 디텍터(340)는 상기 판별된 신호를 DSP(360)로 전송하며, 상기 DSP(360)는 상기 신호를 기초로 해당 대역의 수신 경로 상에 형성된 RF 스위치(350)에 제어 신호를 송출한다. 상기 제어 신호를 수신하기 전 상기 RF 스위치(350)는 송신 모드를 온 시킨 상태로 존재하다가, 상기 DSP(360)로부터 제어신호 수신시 GEN2 또는 EPC Class1, Class2, ISO/IEC 18000-4, 18000-6B,6C 규정에 따라 송신 모드와 수신 모드를 주기적으로 반복한다. 만약 상기 DSP(360)로부터 수신 신호의 입력이 없을 경우 각 대역의 RF 스위치(350)는 모두 온 상태를 유지하며, UHF 대역과 2.45GHz 대역 모두에 수신 신호가 입력될 경우 상기 RF 스위치(350) 모두 온, 오프를 반복하게 된다.
이와 같은 구성을 통하여 RF 스위치(350)의 동작을 최소화 할 수 있으며, 전력 소모를 최소화 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 방향성 커플러(330)나 RF 디텍터(340) 없이 상기 DSP(360)만을 이용하여, 상기 RF 스위치(350)를 제어할 수 있다. 이 경우 상기 RF 스위치(350)는 수신 신호의 입력 여하에 관계없이 주기적인 온, 오프를 반복함으로써 데이터 수신을 대기한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 두 RF 스위치(350)는 온 상태를 유지하다가 DSP(360)의 제어 신호에 따라 온, 오프를 반복할 수 있다. 보다 상세 히, 상기 DSP(360)를 안테나에 연결하여 수신 신호의 입력 여부를 판별하고, 수신 신호 입력 시 UHF 대역과 2.45GHz 대역의 신호 전달 경로 상에 형성된 모든 RF 스위치(350)를 동작시킴으로써 그 구성을 간략히 할 수 있다. 이 경우 상술한 실시예에 비하여 시스템 전체의 전력 소모가 크다는 단점이 존재하나, 시스템 구성을 간단히 할 수 있으며, RFID 리더기의 제작 비용을 절감할 수 있다.
종래 RFID 리더기의 경우 송, 수신 격리가 완전하지 않아 태그(100)의 인식률이 저조하다는 단점이 존재하였으나, 상기 RF 스위치(350)를 통하여 송, 수신시 신호가 전달되는 경로를 완전히 분리함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있다.
또한 상기와 같은 다중 대역 RFID 리더기(300)에 의하면, 태그(100)의 종류에 구애받지 않고 다중 대역을 이용하는 다종의 태그(100)를 단일의 RFID 리더기(300)를 통하여 인식할 수 있으므로, 상기 다종의 태그(100)를 인식하기 위하여 별개의 리더기를 구비해야 하는 종래에 비하여 가격 경쟁력이 높으며 공간의 활용도 및 효율을 높일 수 있다.
또한 종래 RFID 리더기와 달리 상기 안테나(200)를 RFID 리더기를 분리 형성함으로써 착탈형 다중 대역 RFID 리더기를 제공할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상기와 같은 구성을 통한 본 발명은 다중 주파수 대역을 이용하는 태그로부터 전송되는 신호를 주파수 대역에 구애받지 않고 판독할 수 있는 다중 대역 RFID 리더기를 제공한다.
또한, 본 발명은 종래 RFID 리더기를 구성하는 안테나를 착탈 가능하도록 형성하여 착탈형 다중 대역 RFID 리더기를 제공한다.

Claims (9)

  1. 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 듀플렉서;
    상기 듀플렉서를 통하여 분리된 수신 신호 또는 송신 신호의 일부 신호를 분기하여 전달하는 방향성 커플러;
    상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터;
    상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 데이터 송, 수신을 제어하는 DSP; 및
    상기 DSP의 제어신호에 따라 송, 수신 모드를 온, 오프 시키는 RF 스위치를 포함하는 다중 대역 RFID 리더기.
  2. 안테나를 통하여 수신된 태그의 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 듀플렉서;
    상기 안테나로부터 데이터 송, 수신을 제어하는 DSP; 및
    상기 DSP의 제어신호에 따라 송, 수신 모드를 온, 오프 시키는 RF 스위치를 포함하는 다중 대역 RFID 리더기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 RF 스위치는 상기 제어 신호 입력 시 GEN2 또는 EPC Class1, Class2, ISO/IEC 18000-4, 18000-6B,6C 규정에 따라 송신과 수신을 주기적으로 반복하는 다중 대역 RFID 리더기.
  4. 제 3항에 있어서,
    다중 대역 신호의 송, 수신시 각 대역간 통신 주기에 소정의 시간차를 줌으로써 신뢰성 높은 데이터 송수신을 보장하는 다중 대역 RFID 리더기.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    데이터 송, 수신시 신호가 전달되는 경로가 상기 RF 스위치의 동작에 따라 분리되어 상기 태그의 인식율을 향상시킨 다중 대역 RFID 리더기.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 듀플렉서를 통하여 분기되는 신호는 UHF 대역과 2.45GHz 대역인 다중 대역 RFID 리더기.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 DSP는 상기 안테나로부터 수신 신호의 입력 여부를 판별하여 데이터 송, 수신을 제어하는 다중 대역 RFID 리더기.
  8. 삭제
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 안테나는 상기 RFID 리더기로부터 분리 형성되어 착탈 가능한, 다중 대역 RFID 리더기.
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