KR100850232B1 - 무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고,무선태그 - Google Patents

무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고,무선태그 Download PDF

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Abstract

무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고, 무선태그가 개시된다. 에폭크기결정부는 사전에 설정되어 있는 크기를 갖는 에폭크기를 결정한다. 식별자요청신호 생성부는 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성한다. 충돌방지부는 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되면, 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 하위 프리픽스를 생성한 후 식별자요청신호 생성부가 인식을 수행할 프레임의 번호 및 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하도록 한다. 통신부는 에폭크기를 포함하는 에폭신호와, 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 송신하고, 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신한다. 태그인식부는 인식을 수행할 프레임을 통해 수신된 태그식별자의 프리픽스와 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일하면 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식한다.
무선태그, 무선태그 리더, 프레임, 에폭신호, 태그식별자

Description

무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고, 무선태그{Radio frequency identification reader and method of it for preventing collision and Radio frequency identification}
도 1은 본 발명에 따른 무선태그 리더에 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 에폭신호에 포함되는 에폭크기를 결정하는 과정을 도시한 도면,
도 3은 식별자요청신호에 포함된 프레임 번호 및 프리픽스를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 무선태그 리더가 하나의 프레임 번호에 대해 쿼리 트리 알고리즘을 수행하는 과정을 도시한 트리,
도 5는 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행 과정을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 무선태그에 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 7은 본 발명에 따른 무선태그 수를 늘리며 무선태그 리더의 무선태그 인식 과정에서 본 발명에 따른 무선태그 리더와 기존의 충돌 방지 기술이 식별자요청신호 송신과 응답신호 수신 횟수인 쿼리 횟수를 도시한 도면, 그리고,
도 8은 무선태그 수를 늘리며 본 발명에 따른 무선태그 리더와 기존의 충돌 방지 기술이 무선태그 1개를 인식하는데 소요되는 식별자요청신호 송신과 응답신호 수신 횟수를 도시한 도면이다.
무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고, 무선태그에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선태그들 간의 충돌을 방지하여 무선태그 리더가 정확하게 무선태그를 식별하기 위한 무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고, 무선태그에 관한 것이다.
무선태그(Radio Frequency Identification Tag : RFID Tag)는 자동인식 및 데이터 획득(Automatic Identification and Data Capture : AIDC) 기술의 한 종류로, 태그 리더가 무선주파수를 이용하여 마이크로칩을 내장한 무선태그에 저장된 데이터를 비접촉으로 읽는 기술이다.
RFID 시스템은 기본적으로 물체에 부착되는 무선태그 및 무선태그 리더로 구성된다. 여기서 무선태그는 물체의 식별코드와 물체와 관련된 정보가 저장되는 마이크로칩 및 무선으로 무선태그 리더와 정보를 주고받는 안테나로 구성된다. 또한 무선태그 리더는 내장형 또는 외장형의 안테나와 송수신을 제어하는 콘트롤러로 구성된다.
이러한 RFID 시스템에서 무선태그 리더와 무선태그 사이의 송수신의 원리는 다음과 같다. 무선태그 리더에 구비된 안테나는 활성신호를 발산하여 전자기장인 RF 필드를 형성한다. 이 RF 필드 내에 무선태그가 진입하면, 무선태그는 무선태그 리더의 안테나에서 발산된 활성 신호를 수신하고, 수신된 활성 신호를 이용하여 무선태그 내에 저장되어 있는 정보를 무선태그 리더로 송신하게 된다. 이후, 무선태그 리더는 무선태그에서 전송된 정보를 수신하고 분석하여 무선태그에 저장되어 있는 고유정보를 취득한다.
만일 무선태그 리더가 무선태그를 인식할 수 있는 전파 범위인 RF 필드 내에 복수개의 무선태그가 존재하는 경우, 무선태그 리더의 신호에 대하여 전파범위 내에 존재하는 무선태그들이 동시에 모두 응답하게 된다. 즉, 무선태그의 응답신호 간의 충돌(collision)이 발생하는 문제점이 있다. 이를 해소하기 위한 기존의 충돌 방지(anti-collision) 기술들이 다양하게 존재한다.
기존의 충돌 방지 기술은 크게 알로하(ALOHA) 기반 알고리즘과 트리(tree) 기반 알고리즘으로 나누어진다. 일반적으로 알로하 기반 알고리즘은 슬라티드 알로하(slotted ALOHA) 알고리즘을 의미하며, 이는 시간을 슬롯(slot) 단위로 나누어 무선태그가 자신에게 할당된 슬롯에 대해서만 응답하도록 함으로써 무선태그 사이의 충돌을 방지하는 알고리즘이다. 또한 트리 기반 알고리즘은 트리구조로 구성된 무선태그의 고유한 식별자를 사용하여 무선태그 인식과정을 진행한다.
그러나 기존의 알로하 기반 알고리즘은 확률이라는 불확실성에 기초를 두고 있기 때문에 무선태그 리더의 RF 필드 내의 모든 무선태그를 인식하지 못하는 상황이 발생하는 문제가 있다. 또한 기존의 트리 기반 알고리즘에서 무선태그가 많아지면 비슷한 식별자의 무선태그가 많아지므로 충돌발생가능성이 증가하게 된다. 기존 의 트리 기반 알고리즘은 이러한 문제를 해결하기 위해 트리의 깊이(depth)를 증가시키는 방법을 취하고 있으나, 트리깊이를 증가시키면 이에 따라 무선태그를 인식하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 무선태그를 인식함에 있어서 효율적으로 충돌을 방지하기 위한 무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 다중 무선태그를 인식함에 있어서 효율적으로 충돌을 방지하기 무선태그를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다중 무선태그를 인식함에 있어서 효율적으로 충돌을 방지하기 위한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선태그 리더는, 사전에 설정되어 있는 프레임의 개수와 상기 프레임의 크기의 곱으로 정의되는 에폭크기를 결정하는 에폭크기결정부; 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하는 식별자요청신호 생성부; 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되면, 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 하위 프리픽스를 생성한 후 상기 식별자요청신호 생성부가 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 상기 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하도록 하는 충돌방지부; 상기 에폭크기를 포함하는 에폭신호와, 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 송신하고, 상기 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신하는 통신부; 및 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 수신된 태그식별자의 프리픽스와 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일하면 상기 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식하는 태그인식부;를 구비한다.
또한 상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법은, 사전에 설정되어 있는 프레임의 개수와 상기 프레임의 크기의 곱으로 정의되는 에폭크기를 결정하는 단계; 적어도 하나의 무선태그로 상기 에폭크기를 포함하는 에폭신호를 송신하고, 상기 무선태그로 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 송신하는 단계; 상기 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신하는 단계; 및 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 경우에 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 생성한 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하여 상기 무선태그로 송신하고, 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 단일의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 경우에 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 수신된 태그식별자의 프리픽스와 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일하면 상기 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식하는 단계;를 갖는다.
또한 상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선태그는, 무선태그 리더로부터 사전에 설정되어 있는 프레임의 개수와 상기 프레임의 크기의 곱으로 정의되는 에폭크기를 포함하는 에폭신호와, 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 수신하는 수신부; 상기 수신된 에폭신호에 포함된 에폭크기에 대응하는 개수의 프레임 각각에 순차적으로 고유하게 부여된 프레임 번호 중에서 무작위로 하나의 프레임 번호를 선택하는 프레임 번호 선택부; 상기 수신된 식별자요청신호에 포함된 프레임 번호와 상기 프레임 번호 선택부에 의해 선택된 프레임 번호가 일치하고, 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스와 상기 태그식별자의 특정 비트의 비트값이 동일하면, 상기 자신에게 고유하게 부여된 태그식별자가 포함된 상기 응답신호를 생성하는 응답신호 생성부; 및 상기 무선태그 리더로 상기 응답신호를 송신하는 송신부;를 구비한다.
이에 의해, 무선태그 리더는 충돌을 최소화하여 정확하게 무선태그를 인식할 수 있으며, 충돌이 최소화됨에 따라 무선태그 리더의 무선태그 인식시간을 줄일 수 수 있다.
이하에서 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고, 무선태그의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선태그 리더에 바람직한 일 실시예의 구성을 도시 한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무선태그 리더는 에폭크기 결정부(110), 식별자요청신호 생성부(120), 충돌방지부(130), 통신부(140), 태그인식부(150), 큐(160)를 구비한다.
에폭크기 결정부(110)는 사전에 설정되어 있는 크기를 갖는 에폭크기를 결정한다. 에폭크기는 프레임 번호가 포함될 수 있는 크기로 무선태그 리더와 무선태그 사이의 통신방식에 따라 사전에 설정된다. 에폭크기는 한 프레임 내에서 쿼리 트리 알고리즘 수행으로 형성되는 트리의 깊이가 깊지 않도록 실험적으로 측정된 값으로 설정된다. 또한 에폭크기는 무선태그 리더의 무선태그를 인식할 수 있는 전파 범위인 내에 위치하는 무선태그의 수에 따라 다르게 설정된다. 이때 에폭크기는 무선태그 리더의 무선태그를 인식할 수 있는 전파 범위 내에 위치하는 무선태그 수의 절반의 크기로 설정되는 것이 바람직하다.
또한 에폭크기 결정부(110)는 결정된 개수의 프레임 각각에 순차적으로 고유한 프레임 번호를 할당하고, 프레임의 크기에 프레임의 개수를 승산하여 에폭크기를 결정한다. 에폭크기 결정부(110)는 '1'부터 결정된 개수까지 프레임 각각에 유일한 프레임 번호를 할당한다. 이러한 프레임 번호는 본 발명에 따른 무선태그가 본 발명에 따른 무선태그 리더가 전송한 식별자요청신호에 자신이 응답대상 여부를 판단하는 기준이 되는 값이다. 또한 결정된 에폭크기는 본 발명에 따른 무선태그에게 본 발명에 따른 무선태그 리더가 전송한 프레임의 개수에 대한 정보를 제공하는 값이다.
그러나 본 발명에 따른 무선태그 리더는 무선태그를 인식하기 전까지는 무선태그 리더의 무선태그를 인식할 수 있는 RF 필드 내에 위치하는 무선태그의 수를 알 수 없다. 따라서 적정한 프레임의 개수를 결정하기 위해 에폭크기 결정부(110)는 첫 프레임 테스트(First frame test)라는 추정 과정을 거치게 된다. 이를 위해 에폭크기 결정부(110)는 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 충돌된 횟수가 사전에 설정되어 있는 기준값 이상이면 프레임의 개수를 증가시켜 에폭크기를 변경한다. 기준값을 작게 설정하면 무선태그에 의해 선택되지 않은 불필요한 프레임 번호를 포함하는 식별자요청신호의 전송횟수가 증가하게 된다. 또한 기준값을 크게 설정하면 추정 과정이 길어지게 되는 문제가 있다. 실험적으로 기준값은 3으로 설정되는 것이 바람직하다. 따라서 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 횟수가 3번 이상이 되면, 에폭크기 결정부(110)는 프레임의 개수를 증가시켜 에폭크기를 변경한다. 이러한 첫 프레임 테스트는 처음에는 에폭크기를 작게 설정하여 첫 프레임이 충돌 한계(collision threshold) 이상으로 충돌이 발생하면 인식 과정을 중지하고 에폭크기를 증가시키고 처음부터 다시 충돌방지 방법을 시작한다. 본 발명에 따른 무선태그 리더가 무선태그들을 다시 인식하기 위함이다. 그런데 본 발명에서는 무선태그들이 랜덤하게 프레임 번호를 선택하는 것을 가정한다. 따라서 첫 프레임 테스트를 통해 에폭크기를 변경하는 이유는 첫 프레임 번호를 포함하는 식별자요청신호에 응답신호인 태그식별자의 충돌이 많이 발생하면, 나머지 프레임 번호를 포함하는 식별자요청신호에 응답신호인 태그식별자의 충돌이 많이 발생할 가능성이 높기 때 문이다.
도 2는 에폭신호에 포함되는 에폭크기를 결정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 에폭크기 결정부(110)는 사전에 설정되어 있는 크기를 갖는 에폭크기를 결정한다(S200). 다음으로 통신부(140)는 전파범위 내에 존재하는 무선태그로 결정된 에폭크기에 대한 정보가 포함된 에폭신호를 송신한다(S210). 다음으로 통신부(140)는 식별자요청신호 생성부(120)가 생성한 인식을 수행할 프레임 번호와 프리픽스를 만족하는 해당하는 식별자요청신호를 송신한다(S220). 다음으로 에폭크기 결정부(110)는 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신한다(S230). 다음으로 에폭크기 결정부(110)는 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 횟수가 기준값 이상인지 확인한다(S240). 만약 태그식별자가 충될된 횟수가 기준값 이상이면 에폭크기 결정부(110)는 에폭크기를 승산하여 증가시킨다(S250). 다음으로 에폭크기 결정부(110)는 S210단계 내지 S250단계를 반복하여 수행한다. 이와 달리 프레임이 처음이 아니고 태그식별자가 충돌된 횟수가 기준값 이하이면 에폭크기 결정부(110)는 에폭크기 결정과정을 종료한다.
식별자요청신호 생성부(120)는 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성한다. 식별자요청신호 생성부(120)는 작은 번호부터 순차적으로 프레임 번호를 포함하는 식별자요청신호를 생성한다. 또한 식별자요청신호 생성부(120)는 동일한 프레임 번호를 포함하는 식별자요청신 호로서 '로우'값은 갖는 프리픽스와 '하이'값을 갖는 프리픽스를 포함하는 두 개의 식별자요청신호를 생성한다. 여기서, 같은 비트수를 가지면서 마지막 비트의 값만이 다른 비트를 등위 프리픽스라고 한다. 또한 비트수가 다른 프리픽스보다 한 비트가 더 크고, 다른 프리픽스의 비트의 비트값을 모두 포함하는 프리픽스를 다른 프리픽스의 하위 프리픽스라고 한다. 즉 하위 프리픽스는 기존의 프리픽스에 '로우' 또는 '하이'값의 비트를 하나 더 추가한 프리픽스이다.
도 3은 식별자요청신호에 포함된 프레임 번호 및 프리픽스를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 식별자요청신호 생성부(120)는 4개의 프레임에 대한 식별자요청신호를 생성한다. 또한 식별자요청신호 생성부(120)는 프레임 번호 '1'을 포함하는 식별자요청신호로서 각각의 프리픽스 '0', 프리픽스 '1', 프리픽스 '00', 프리픽스 '01'을 포함하는 식별자요청신호를 4개 생성한다. 동일하게 프레임 번호 '4'를 포함하는 식별자요청신호로서 각각의 프리픽스 '0', 프리픽스 '1', 프리픽스 '00', 프리픽스 '01', 프리픽스 '010', 프리픽스 '011'를 포함하는 식별자요청신호를 6개 생성한다. 여기서 프리픽스 '1'은 프리픽스 '0'의 등위 프리픽스이며, 프리픽스 '00'은 프리픽스 '0'의 하위 프리픽스이다.
충돌방지부(130)는 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되면, 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 하위 프리픽스를 생성한다. 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되면 충돌이 발생하여 수신한 무선태그를 인식할 수 없게 된다. 이러한 충돌을 방지하기 위해 충돌방지부(130)는 송신한 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 증가된 비트의 비트값이 '로우' 또는 '하이'인 두개의 하위 프리픽스를 생성한다. 만일 인식을 수행할 프레임의 번호가 '1'이고 프리픽스가 '0'인 경우, 두개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되면 도 2에 도시된 것처럼 충돌방지부(130)는 하위 프리픽스 '00'과 '01'를 생성한다.
다음으로 충돌방지부(130)는 식별자요청신호 생성부(120)로 하여금 인식을 수행할 프레임의 번호 및 충돌방지부(130)가 생성한 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하도록 한다. 구체적으로 언급하면, 충돌방지부(130)는 프레임 번호 '1'과 생성한 하위 프리픽스 '00'를 포함하는 식별자요청신호 및 프레임 번호 '1'과 생성한 하위 프리픽스 '01'를 포함하는 식별자요청신호를 생성한다.
통신부(140)는 에폭크기를 포함하는 에폭신호와, 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 송신한다. 식별자요청신호 생성부(120)가 식별자요청신호를 생성하면, 통신부(140)는 본 발명에 따른 무선태그 리더의 RF 필드 내에 위치하는 복수 개의 무선태그에 생성된 식별자요청신호를 송신한다. 또한 충돌방지부(120)를 의해 식별자요청신호 생성부(120)가 식별자요청신호를 생성하면, 통신부(140)는 본 발명에 따른 무선태그 리더의 RF 필드 내에 위치하는 무선태그에 생성된 식별자요청신호를 송신한다. 여기서 통신부(120)가 송신을 수행하고자 할 때, 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 서로 다른 복수개의 식별자요청신호가 존재하게 된다. 생성된 복수개의 식별자요청신호 중에서 송신할 식별자요청신호를 선택하기 위해 통신부(140)는 큐(160)에 저장된 식별자요청신호를 검 출하여 검출된 식별자요청신호를 무선태그에 송신한다.
또한 통신부(140)는 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신한다. 태그식별자는 무선태그에 고유하게 부과된 유일한 값으로 다른 무선태그와 구별되기 위해 무선태그에 저장된 값이다. 통신부(140)가 복수의 무선태그로부터 동시에 태그식별자를 수신하면, 충돌방지부(120)는 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 하위 프리픽스를 생성한다. 다음으로 식별자요청신호 생성부(130)는 인식을 수행할 프레임의 번호 및 충돌방지부(120)가 생성한 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성한다. 생성된 식별자요청신호를 큐(160)에 저장된다.
태그인식부(150)는 인식을 수행할 프레임을 통해 수신된 태그식별자의 프리픽스와 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일하면 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식한다. 통신부(140)가 인식을 수행할 프레임을 통해 단일의 무선태그로부터 태그식별자를 수신하면, 태그인식부(150)는 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식한다. 통신부(140)가 수신한 태그식별자는 무선태그의 전체의 태그식별자이거나 태그식별자로부터 송신된 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트가 제외된 부분의 비트이다. 통신부(140)가 전체의 태그식별자를 수신한 경우에, 태그인식부(150)는 수신된 태그식별자를 통해 태그식별자를 송신한 무선태그를 인식한다. 이와 달리, 통신부(140)가 태그식별자의 일부분을 수신한 경우에는, 태그인식부(150)는 수신된 태그식별자에 송신된 식별자요청신호에 포함된 프리픽스를 더하여 태그식별자를 산출하고 산출된 태그식별자를 통해 태그식별자의 일부분을 송신한 무선태그를 인식한다.
큐(160)에는 식별자요청신호 생성부(120)에 의해 생성된 식별자요청신호가 저장된다. 충돌방지부(130)는 큐(160)로부터 저장되어 있는 식별자요청신호 중에서 가장 먼저 저장된 식별자요청신호로부터 순차적으로 독출하며, 독출된 식별자요청신호는 통신부(140)를 통해 전송된다. 전송된 식별자요청신호는 큐(160)로부터 삭제된다. 이러한 큐(160)는 스택으로 대체될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 무선태그 리더가 하나의 프레임 번호에 대해 쿼리 트리 알고리즘을 수행하는 과정을 도시한 트리이다.
도 4를 참조하면, 사선으로 표신된 노드는 실제 존재하지 않는 노드이다. 단말 노드 안에 표시된 이진수치는 무선태그 리더의 RF필드 내에 위치하는 무선태그들의 식별자를 나타낸다. 즉 무선태그 리더의 RF필드 내에 위치하는 무선태그는 '0001', '0011', '0111', '1010', '1011'의 식별자를 갖는 5개의 4비트 태그식별자를 갖는 무선태그가 존재한다. 비단말 노드의 원 안에 표시된 이진 값들은 프리픽스를 의미한다. 'ε'는 영역내의 모든 태그가 매칭되는 특별한 프리픽스 값이다. 각 비단말 노드 내에 표신된 프리픽스를 포함하는 식별자요정신호에 대한 수신된 식별자가 충돌이 발생한 경우에 점선 노드, 충돌이 발생하지 않은 경우에 실선 노드, 수신된 식별자가 없으면 이중선 노드로 도시된다. 각 비단말 노드의 오른쪽 상단에 S(Q,R)형태로 도시된 수치에서 S는 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 송신된 순서를 나타내고 Q는 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트 수를 나타내고, R은 무선태그로부터 수신된 태그식별자의 길이를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 에폭크기 결정부(110)는 에폭크기를 결정한다(S500). 이러한 에폭크기 결정단계는 도 2에 도시된 바와 같다. 통신부(140)는 적어도 하나의 무선태그로 에폭크기 결정부(110)가 생성한 에폭신호를 송신한다(S505). 식별자요청신호 생성부(120)는 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임의 번호 및 각각의 등위 프리픽스를 포함하는 각각의 식별자요청신호를 생성하여 큐(160)에 저장한다(S510). 통신부(130)는 큐(160)로부터 독출된 식별자요청신호를 송신하고 송신된 식별자요청신호는 큐(160)로부터 삭제된다(S515). 다음으로 통신부(140)는 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신한다(S520). 충돌방지부(130)는 인식을 수행할 프레임을 통해 하나의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되었는지 여부를 확인한다(S525). 만일 인식을 수행할 프레임을 통해 하나의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되면, 태그인식부(150)는 인식을 수행할 프레임을 통해 수신된 태그식별자의 프리픽스와 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일한지 여부를 확인한다(S530). 만약 수신된 태그식별자의 프리픽스와 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일하면, 태그인식부(150)는 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식하고(S535). 큐(160)가 비어 있는지 여부를 확인한다(S545). 만약 큐(160)가 비어 있지 않다면 큐(160)가 빌 때까지 S515단계부터 S545단계까지 반복적으로 수행된다. 이와 달리 복수개의 무선태그로부터 태그식별 자 수신하였다면, 충돌방지부(130)는 인식을 수행할 프레임의 번호 및 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 생성한 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하여 큐(160)에 저장하고(S540), 큐(160)가 비어 있는지 여부를 확인한다(S545). 이때, 이전의 프리픽스의 비트수를 하나씩 증가시켜 2개의 동등한 레벨의 하위 프리픽스가 생성되며, 각각의 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호가 생성된다. 이 경우에도 만약 큐(160)가 비어 있지 않다면 큐(160)가 빌 때까지 S515단계부터 S545단계까지 반복적으로 수행된다.
도 6은 본 발명에 따른 무선태그에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 무선태그는 수신부(610), 프레임번호 선택부(620), 응답신호 생성부(630)를 구비한다.
수신부(610)는 무선태그 리더로부터 사전에 설정된 크기의 프레임 개수에 대응하는 에폭크기를 포함하는 에폭신호를 수신한다. 에폭크기는 본 발명에 따른 무선태그 리더에 구비된 에폭크기 결정부(110)에 의해 결정되고, 에폭신호는 역시 에폭크기 결정부(110)가 생성한 신호이다. 그리고, 수신부(610)는 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 수신한다. 식별자요청신호는 발명에 따른 무선태그 리더에 구비된 식별자요청신호 생성부(120)가 생성한 신호이다.
프레임번호 선택부(620)는 수신된 에폭신호에 포함된 에폭크기에 대응하는 개수의 프레임 각각에 순차적으로 고유하게 부여된 프레임 번호 중에서 무작위로 하나의 프레임 번호를 선택한다. 프레임번호 선택부(620)는 에폭크기를 프레임 크기로 나누어 프레임 개수를 산출한다. 프레임번호 선택부(620)는 산출된 프레임 개수 범위내에서 무작위로 하나의 프레임 번호를 선택한다.
응답신호 생성부(630)는 수신된 식별자요청신호에 포함된 프레임 번호와 프레임번호 선택부(620)가 선택한 프레임 번호와 일치하고, 식별자요청신호에 포함된 프리픽스와 태그식별자의 특정 비트의 비트값이 동일하면, 자신에게 고유하게 부여된 태그식별자가 포함된 응답신호를 생성한다. 응답신호 생성부(630)는 수신된 식별자요청신호에 자신이 응답신호의 생성 대상 무선태그인지를 확인하기 위해 수신된 식별자요청신호에 포함된 프레임 번호와 프레임번호 선택부(620)가 선택한 프레임 번호가 일치하는지 여부를 확인한다. 만약 수신된 식별자요청신호에 포함된 프레임 번호와 프레임번호 선택부(620)가 선택한 프레임 번호가 일치하면, 응답신호 생성부(630)는 식별자요청신호에 포함된 프리픽스와 태그식별자의 특정 비트의 비트값이 동일한지를 확인한다. 이때 응답신호 생성부(630)는 식별자용청신호에 포함된 프리픽스와 태그식별자의 첫 부분의 비트의 비트값이 일치하는지 여부를 확인하다. 만약 식별자요청신호에 포함된 프리픽스와 태그식별자의 특정 비트의 비트값이 일치하면, 응답신호 생성부(630)는 자신에게 고유하게 부여된 태그식별자를 본 발명에 따른 무선태그 리더로 송신할 응답신호를 생성한다.
송신부(540)는 무선태그 리더로 응답신호 생성부(630)가 생성한 응답신호를 송신한다.
도 7은 본 발명에 따른 무선태그 수를 늘리며 무선태그 리더의 무선태그 인식 과정에서 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법과 기존의 충돌 방지 기술이 식별자요청신호 송신과 응답신호 수신 횟수인 쿼리 횟수를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법의 쿼리 횟수(710)가 기존 충돌 방지 기술의 쿼리 횟수(720, 730, 740, 750)보다 무선태그 수가 증가할수록 더 작아지는 것을 알 수 있다.
도 8은 무선태그 수를 늘리며 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법과 기존의 충돌 방지 기술이 무선태그 당 소요되는 식별자요청신호 송신과 응답신호 수신 횟수인 쿼리 횟수를 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법의 무선태그 하나 당 쿼리 횟수(810)가 무선태그 수의 증가에 무관하게 일정함을 알 수 있다. 또한 본 발명에 따른 무선태그 리더의 충돌방지 방법의 무선태그 하나 당 쿼리 횟수(810)가 기존 충돌 방지 기술의 무선태그 하나 당 쿼리 횟수(820, 830, 840, 850)보다 작은 것을 알 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 무선태그 리더 및 무선태그 리더의 충돌방지 방법, 그리고, 무선태그에 의하면, 기존의 무선태그 리더의 충돌방지 기술보다 무선태그 리더의 RF 필드 내에 위치하는 다중 무선태그들을 빠짐없이 정확하게 인식할 수 있으며, 무선태그 인식을 위해 소요되는 시간을 줄일 수 있다.

Claims (8)

  1. 사전에 설정되어 있는 프레임의 개수와 상기 프레임의 크기의 곱으로 정의되는 에폭크기를 결정하는 에폭크기결정부;
    상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하는 식별자요청신호 생성부;
    상기 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신되면, 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 하위 프리픽스를 생성한 후 상기 식별자요청신호 생성부가 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 상기 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하도록 하는 충돌방지부;
    상기 에폭크기를 포함하는 에폭신호와, 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 송신하고, 상기 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신하는 통신부; 및
    상기 인식을 수행할 프레임을 통해 수신된 태그식별자의 프리픽스와 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일하면 상기 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식하는 태그인식부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선태그 리더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충돌방지부는 상기 송신된 식별자요청신호에 포함된 프리픽스와 동일한 비트수를 가진 등위 프리픽스가 존재하면, 상기 식별자요청신호 생성부에 상기 등 위 프리픽스를 제공하여 상기 식별자요청신호 생성부가 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 상기 등위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선태그 리더.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 에폭크기결정부는 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 횟수가 사전에 설정되어 있는 기준값 이상이면 상기 프레임의 개수를 증가시켜 상기 에폭크기를 변경하고,
    상기 통신부는 상기 변경된 에폭크기를 포함하는 에폭신호를 재송신하는 것을 특징으로 하는 무선태그 리더.
  4. 사전에 설정되어 있는 프레임의 개수와 상기 프레임의 크기의 곱으로 정의되는 에폭크기를 결정하는 단계;
    적어도 하나의 무선태그로 상기 에폭크기를 포함하는 에폭신호를 송신하고, 상기 무선태그로 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임의 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 송신하는 단계;
    상기 식별자요청신호를 수신한 무선태그로부터 프리픽스를 포함하는 태그식별자를 수신하는 단계; 및
    상기 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 경우에 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스의 비트를 증가시켜 생성한 하위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하여 상기 무선태그로 송신하고, 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 단일의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 경우에 상기 인식을 수행할 프레임을 통해 수신된 태그식별자의 프리픽스와 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스가 동일하면 상기 태그식별자를 전송한 무선태그를 인식하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선태그 리더의 충돌방지 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 송신된 식별자요청신호에 포함된 프리픽스와 동일한 비트수를 가진 등위 프리픽스가 존재하면, 상기 인식을 수행할 프레임의 번호 및 상기 등위 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 생성하여 상기 무선태그로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선태그 리더의 충돌방지 방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 인식을 수행할 프레임을 통해 복수개의 무선태그로부터 태그식별자가 수신된 횟수가 사전에 설정되어 있는 기준값 이상이면 상기 프레임의 개수를 증가시켜 상기 에폭크기를 변경하고, 상기 변경된 에폭크기를 포함하는 에폭신호를 재송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선태그 리더의 충돌방지 방법.
  7. 무선태그 리더로부터 사전에 설정되어 있는 프레임의 개수와 상기 프레임의 크기의 곱으로 정의되는 에폭크기를 포함하는 에폭신호와, 상기 에폭크기 내에서 결정된 개수의 프레임에 대해 고유하게 할당된 프레임 번호 중에서 선택된 인식을 수행할 프레임 번호 및 프리픽스를 포함하는 식별자요청신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 에폭신호에 포함된 에폭크기에 대응하는 개수의 프레임 각각에 순차적으로 고유하게 부여된 프레임 번호 중에서 무작위로 하나의 프레임 번호를 선택하는 프레임 번호 선택부;
    상기 수신된 식별자요청신호에 포함된 프레임 번호와 상기 프레임 번호 선택부에 의해 선택된 프레임 번호가 일치하고, 상기 식별자요청신호에 포함된 프리픽스와 상기 태그식별자의 특정 비트의 비트값이 동일하면, 상기 자신에게 고유하게 부여된 태그식별자가 포함된 상기 응답신호를 생성하는 응답신호 생성부; 및
    상기 무선태그 리더로 상기 응답신호를 송신하는 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선태그.
  8. 제 4항 또는 제 5항에 기재된 무선태그 리더의 충돌방지 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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