KR100861764B1 - 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식시스템의 리더 장치 - Google Patents

다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식시스템의 리더 장치 Download PDF

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Abstract

외부로부터 공급되는 명령 신호에 따라 안테나를 통해 수신된 다수의 주파수 채널 중 하나의 주파수 채널을 통해 수신된 태그의 RF 신호를 처리하여 다중 주파수 및 다중 프로토콜에 대해 호환성을 가질 수 있도록 한 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치가 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 리더와 태그 간에 RF 신호를 통신하는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치에 있어서, 다수의 주파수 대역의 신호를 수신하는 다중 주파수 안테나; 다수의 신호 수신기로 구비되고, 상기 다중 주파수 안테나를 통해 수신된 다수의 주파수 대역의 신호 중 각 해당 주파수 대역의 신호를 수신하여 복조하는 신호 수신부; 상기의 신호 수신부의 복조 데이터 중 외부로부터 공급되는 명령 신호에 따라 태그의 RF 신호가 수신된 신호 수신기를 선택하고 선택된 신호 수신기의 복조 데이터를 출력하는 디지털 신호 처리부; 및 지원 가능한 프로토콜을 가지며 상기 디지털 신호 처리부의 복조 데이터를 무선 근거리 통신망, 에디 호크 통신망, 및 와이브로 중 하나를 이용하여 해당 단말기로 전송하는 제어부를 포함한다.
무선주파수인식 시스템, 신호 수신부, 다중 주파수, 다중 프로토콜, 증폭기

Description

다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식 시스템의 리더 장치{READER OF RFID SYSTEM HAVING MULTI FREQUENCY AND MULTI PROTOCOL}
도 1은 일반적인 무선주파수 인식 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 무선주파수 인식 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치의 구성을 보인 도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 리더 10 : 신호 수신부
20 : 디지털 신호 처리부 30 : 제어부
40 : 표시 제어부 50 : 표시부
300 : 태그
본 발명은 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식 시스템의 리더 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 주파수 안테나를 통해 수신된 통신 가능한 모든 주파수 채널의 신호 중 외부로부터 공급되는 명령 신호에 따라 선택된 태그의 RF 신호를 복조함으로써, 다중 주파수 및 다중 프로토콜에 대해 호환성을 가질 수 있도록 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification)은 최소형 IC 칩에 고유한 식별정보를 입력하고 무선주파수(RF)를 이용하여 이 칩이 부착된 물체나 동물 등을 인식·추적·관리할 수 있는 기술을 말한다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보가 입력되고 물체나 동물 등에 부착되는 RFID 태그(Tag 또는 Transponder)와, 이 태그가 가지고 있는 식별정보를 비접촉식으로 읽거나 또는 쓰기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)로 이루어진다. 그리고 상기 리더에는 컴퓨터 등 정보처리장치가 연결되어 태그로부터 수집된 데이터를 처리한다.
도1은 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 태그(5)는 소형 반도체 IC 칩과 안테나로 이루어지고, 상기 IC 칩에는 RF회로, 로직 및 메모리가 내장되어 있다. 이러한 태그(5)는 다양한 크기와 형태를 갖는다. 그리고 리더(1)는 특정 주파수대역의 RF신호를 태그(5)로 전송하는 전송부와 태그(5)에서 보내주는 신호를 수신하는 수신부 및 이를 송수신하기 위한 안테나를 포함하여 구성된다.
즉, 다수의 리더(1)는 고주파 캐리어신호와 소정의 질문신호를 포함하는 소정 주파수대역의 RF신호를 전송한다. 상기 RF신호에 의해 형성되는 리더(1)의 전자기장 내에 태그(5)가 위치되면, 상기 태그(5)는 IC 칩을 동작시키는데 필요한 동작전원을 리더(1)의 고주파 캐리어신호로부터 공급 받는다. 즉, 리더(1)에서 전송되는 고주파 캐리어신호는 태그의 안테나에 교류를 발생시키고 발생된 교류는 정류된 후 IC 칩을 위한 전기에너지로 사용되는 것이다. 또한 상기 태그(5)는 수신된 RF신호를 변조하고 이를 근거로 태그(5)에 저장된 데이터를 반사 변조하여 응답신호로서 리더(1)로 전송한다. 이와 같이 종래의 RFID 시스템은 리더(1)와 태그(5) 사이에 정보전송은 물론 태그(5)를 활성화 시키기 위한 전력전송이 함께 수행된다.
이러한 무선 주파수 인식 시스템의 리더(1)와 태그(5) 간의 통신에 있어, 사용 주파수 대역은 통상 12.5KHz, 134KHz, 13.56MHz, 433.92MHz, 900MHz, 또는 2.46GHz 을 이용한다.
즉, 이러한 하나의 셀 내에 리더 및 다수의 태그 간에 통신하는 멀티 환경에서, 무선주파수 인식 시스템의 리더(1)는 태그(5)의 미리 설정된 하나의 주파수 대역(f1)으로만 공급되는 태그의 RF 신호를 수신하도록 설계되어 있으므로, 태그(5)의 사용 주파수 대역과 리더(1)의 사용 주파수 대역이 다른 경우 상기의 리더(1)에 의한 태그(5)의 RF 신호의 수신이 불가능하였다. 예를 들어 상기의 리더(1)와 태그(5) 간의 통신 주파수가 13.56MHz로 설계된 무선 주파수 인식 시스템이 리더 장치가 태그가 900MHz로 통신하는 지역으로 이동하는 경우 상기 리더(1)와 상기 태그(5) 간의 통신이 불가능하였다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용 가능한 모든 주파수 채널의 신호를 수신한 후 외부로부터 공급된 명령 신호에 따라 하나의 주파수 대역의 태그의 RF 신호를 선택함으로써, 다중 주 파수 및 다중 프로토콜에 대해 호환성을 가질 수 있는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치를 제공하고자 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 무선 주파수 인식 시스템의 디지털 신호 처리부를 통해 처리된 복조 데이터를 지원 가능한 프로토콜을 통해 해당 단말기로 전송하여 표시함으로써, 무선 주파수 인식 시스템이 다양한 통신망에 대해 호환성을 가질 수 있는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식 시스템의 리더 장치를 제공하고자 하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 수단은,
리더와 태그 간에 RF 신호를 통신하는 무선주파수 인식 시스템에 있어서,
다수의 주파수 대역의 신호를 수신하는 다중 주파수 안테나;
다수의 신호 수신기로 구비되고, 상기 다중 주파수 안테나를 통해 수신된 다수의 주파수 대역의 신호 중 각 해당 주파수 대역의 신호를 수신한 후 위상 고정루프의 사용 주파수와 혼합하여 복조하는 신호 수신부;
상기의 신호 수신부의 복조 데이터 중 외부로부터 공급되는 명령 신호에 따라 태그의 RF 신호가 수신된 상기의 신호 수신기를 선택하고 선택된 신호 수신기의 복조 데이터를 출력하는 디지털 신호 처리부; 및
지원 가능한 프로토콜을 가지며 상기 디지털 신호 처리부의 복조 데이터를 무선 근거리 통신망, 에드 호크 통신망, 및 와이브로 중 하나를 이용하여 해당 단말기로 전송하는 제어부를 포함하고, 여기서, 상기 신호 수신부는, 12.5KHz, 134KHz, 13.56MHz, 433.92MHz, 900MHz, 및 2.46GHz를 각각 처리하도록 구비된다.
또한, 상기의 제어부와 케이블을 통해 접속되어 상기의 복조 데이터를 화면에 표시되도록 처리한 후 표시하는 표시 제어부를 더 포함한다.
상기의 명령 신호는 유저의 선택에 따라 발생되는 것을 특징으로 하고,
또한, 상기의 명령 신호는 다중 주파수 안테나를 통해 수신된 다수의 주파수 채널을 분석한 후 분석 결과에 따라 발생되는 것을 특징으로 한다.
상기 해당 단말기는 상기 제어부의 지원 가능한 프로토콜을 사용하여 수신된 복조 데이터를 화면에 표시되도록 처리한 후 표시되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 해당 단말기는 이동 단말기, 지피에스 수신기 및 지그비 수신기 중 하나 인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 리더 장치는 외부로부터 공급되는 습기에 대해 보호되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 사용 가능한 모든 주파수 채널의 신호를 수신한 후 외부로부터 공급된 명령 신호에 따라 하나의 주파수 대역의 태그의 RF 신호를 선택함으로써, 다중 주파수 및 다중 프로토콜에 대해 호환성을 가질 수 있고, 디지털 처리된 복조 데이터를 해당 통신망의 프로토콜을 통해 해당 단말기로 전송 및 표시함으로써, 무선 주파수 인식 시스템이 다양한 통신망에 대해 호환성을 가질 수 있게 된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직 한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 무선주파수 인식 시스템의 리더의 구성을 보인 도이고, 도 3은 도 2에 도시된 리더(100)의 상세한 구성을 보인 도이다. 본 발명에 따른 무선 주파수 인식 시스템의 리더(100)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 다중 주파수 안테나(ANT)를 통해 수신된 다수의 주파수 대역(f1-fn)의 신호를 수신하여 미리 설정된 해당 주파수 대역의 신호를 각각 출력하는 신호 수신부(10)와, 상기 신호 수신부(10)의 출력측에 접속되는 디지털 신호 처리부(20)와, 상기 디지털 신호 처리부(20)의 출력측에 접속되는 제어부(30)를 포함한다.
여기서, 상기 다중 주파수 안테나(ANT)는 다수의 주파수 대역(f1-fn)으로 전송되는 신호를 수신할 수 있도록 구비된다. 여기서, 상기 다수의 주파수 대역(f1-fn)은, 12.5KHz, 134KHz, 13.56MHz, 433.92MHz, 900MHz, 및 2.46GHz 이다.
또한, 상기 신호 수신부(10)는 다수의 신호 수신기를 포함하며, 각각의 신호 수신기는 다수의 주파수 대역(f1-fn) 중 해당 주파수 대역의 신호를 출력하도록 구비된다.
상기 각각의 신호 수신기는, 상기 다중 주파수 안테나(ANT)를 통해 수신된 신호를 공급 받아 미리 설정된 주파수 대역의 신호를 출력하는 BPF(Band Pass Filter: 11)와, 상기 BPF(11)의 출력 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거한 후 소정 레벨로 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier: 12)와, 상기 LNA(12)의 출력 신호를 위상고정루프의 사용 주파수와 혼합하여 복조하는 아날로그/디지털 변환기(A/D converter: 13)를 포함한다.
한편, 상기 디지털 신호 처리부(20)는 외부로부터 공급되는 명령 신호에 따라 각각의 신호 수신기의 아날로그/디지털 변환기(13)의 복조 데이터 중 태그의 RF 신호가 출력되는 신호 수신기의 복조 데이터를 출력하도록 구비된다.
여기서, 상기 명령 신호는 다수의 신호 수신기의 출력 데이터 중 유저에 의해 발생되도록 구비된다.
본 발명의 실시 예에서의 상기 디지털 신호 처리부(20)는 유저에 의해 선택된 명령 신호에 따라 다수의 신호 수신기의 출력 데이터 중 태그의 RF 신호가 출력된 신호 수신기의 출력 데이터를 복조하여 복조 데이터를 출력하도록 구비되어 있으나, 각 주파수 대역을 통해 수신되는 신호들을 소정 시간 간격으로 서치하고 서치의 결과에 따라 발생된 명령 신호에 따라 다수의 신호 수신기의 출력 데이터 중 태그의 RF 신호가 출력되는 상기의 신호 수신기의 출력 데이터를 복조하여 복조 데이터를 출력하도록 구비될 수도 있다.
상기 제어부(30)는 수신된 복조 데이터를 전송하고자 하는 이동 통신망을 통해 이동 단말기로 공급되도록 구비된다. 이때 상기 제어부(30)는 복조 데이터를 이동 통신망을 통해 이동 단말기로 공급하기 위해 지원되는 프로토콜을 포함한다.
본 발명의 실시 예에서는 디지털 신호 처리부(20)의 복조 데이터를 이동 통신망을 통해 이동 단말기로 전송되도록 구비되고 있으나, 에드 호크 통신망, 와이브로, 무선 근거리 통신망 등을 통해 해당 단말기로 전송되도록 구비될 수도 있고, 이때 상기 제어부(30)는 해당 프로토콜을 포함하고, 상기의 해당 단말기는 지피에 스 또는 지그비 수신기 등을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 리더(100)는 상기 제어부(30)의 제어 하에 상기 디지털 신호 처리부(20)의 복조 데이터를 화면에 표시되도록 처리되는 표시 제어부(40)와 상기 표시 제어부(40)로부터 공급되는 영상 데이터를 화면에 표시하는 표시부(50)를 더 포함한다.
상기 표시 제어부(40)는 이미 공지된 가속기로 구비되고, 가속기의 스케링 처리를 통해 화면의 크기를 다양하게 조절할 수 있도록 구비되고, 상기의 과정에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기한 구성으로 된 본 발명에 따른 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더(100)에 있어, 다수의 주파수 대역(f1-fn)의 신호는 상기 다중 주파수 안테나(ANT) 및 신호 수신부(10)를 통해 수신한다.
즉, 상기 다수의 주파수 대역(f1-fn)의 신호는 상기의 신호 수신부(10)의 각각의 신호 수신기의 BPF(11)로 공급되며, 상기 BPF(11)는 상기의 다중 주파수 안테나의 수신 신호 중 미리 설정된 주파수 대역의 RF 신호를 통과한다.
상기 BPF(11)의 출력 신호는 상기의 LNA(12)로 공급되며, 상기 LNA(12)는 RF 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거한 후 소정 레벨로 증폭하여 상기의 아날로그/디지털 변환기(13)로 공급한다. 상기의 아날로그/디지털 변환기(13)는 상기 LNA(12)의 출력 신호를 위상고정루프의 사용 주파수와 혼합하여 복조하고, 복조 데이터는 디지털 신호 처리부(20)로 공급된다.
상기의 과정을 통해 다수의 신호 수신기의 복조 데이터는 디지털 신호 처리부(20)로 공급된다.
상기 디지털 신호 처리부(20)는 유저에 의지에 따라 발생된 명령 신호에 따라 상기 다수의 신호 수신기의 복조 데이터 중 유저에 의해 선택된 복조 데이터를 출력한다.
본 발명의 실시 예에서의 디지털 신호 처리부(20)는 다수의 신호 수신기의 출력 데이터 중 유저의 선택에 따라 태그의 RF 신호가 수신된 신호 수신기의 출력 데이터를 출력하도록 설명하고 있으나, 상기한 다중 주파수 안테나를 통해 수신된 모든 주파수 대역의 신호를 서치하고 서치 결과에 따라 태그의 RF 신호가 수신된 상기의 신호 수신기의 출력 데이터를 선택하기 위한 명령 신호를 발생하며 발생된 명령 신호에 따라 다수의 신호 수신기 중 태그의 RF 신호가 수신된 신호 수신기의 출력 데이터를 출력할 수도 있다.
상기 디지털 신호 처리부(20)의 출력 데이터는 상기의 제어부(30)에 공급된다.
상기 제어부(30)는 수신된 복조 데이터를 지원 가능한 프로토콜을 사용하여 이동 통신망을 통해 이동 단말기로 전송하고, 상기 복조 데이터를 수신한 이동 단말기는 상기 복조 데이터가 화면에 표시된다. 즉, 이동 단말기를 통해 태그의 RF 신호의 확인이 가능하다.
본 발명의 실시 예에서 유무선 통신망을 통해 전송되는 복조 데이터를 수신하여 화면에 표시하도록 이동 단말기를 일 예로 설명하였으나, 상기의 복조 데이터 는 상기의 제어부(30)의 지원 가능한 에드 호크 통신망, 와이브로, 무선 근거리 통신망의 프로토콜을 통해 해당 단말기로 전송할 수도 있다. 이때 상기의 해당 단말기는, 상기 제어부의 지원 가능한 프로토콜을 사용하여 수신된 복조 데이터를 화면에 표시되도록 처리하여 화면에 표시한다.
한편, 상기 제어부(20)와 케이블을 통해 접속된 표시 제어부(40)는 수신된 복조 데이터를 화면에 표시되도록 처리하며, 처리된 영상 데이터는 표시부(50)를 통해 화면에 표시될 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치는, 다중 주파수 안테나를 통해 사용 가능한 모든 주파수 대역의 신호를 각각 수신한 다수의 신호 수신기 중 외부로부터 공급된 명령 신호에 따라 태그의 RF 신호를 수신한 하나의 신호 수신기를 선택함으로써, 다중 주파수 및 다중 프로토콜에 대해 호환성을 가질 수 있고, 디지털 처리된 복조 데이터를 해당 프로토콜을 통해 해당 단말기로 전송 및 표시함으로써, 무선 주파수 인식 시스템이 다양한 통신망에 대해 호환성을 가질 수 있는 효과를 얻는다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 리더와 태그 간에 RF 신호를 통신하는 무선주파수 인식 시스템에 있어서,
    다수의 주파수 대역의 신호를 수신하는 다중 주파수 안테나;
    다수의 신호 수신기로 구비되고, 상기 다중 주파수 안테나를 통해 수신된 다수의 주파수 대역의 신호 중 각 미리 설정된 해당 주파수 대역의 신호를 수신한 후 위상 고정루프의 사용 주파수와 혼합하여 복조하는 신호 수신부;
    상기의 신호 수신부의 복조 데이터 중 외부로부터 공급되는 명령 신호에 따라 태그의 RF 신호가 수신된 상기의 신호 수신기를 선택하고 선택된 신호 수신기의 복조 데이터를 출력하는 디지털 신호 처리부; 및
    지원 가능한 프로토콜을 가지며 상기 디지털 신호 처리부의 복조 데이터를 무선 근거리 통신망, 에드 호크 통신망, 및 와이브로 중 하나를 이용하여 해당 단말기로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 신호 수신기 각각은, 12.5KHz, 134KHz, 13.56MHz, 433.92MHz, 900MHz, 및 2.46GHz를 각각 수신하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식 시스템의 리더 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 명령 신호는 상기 다수의 신호 수신기 중 태그의 RF 신호가 수신되는 상기의 신호 수신기를 선택하기 위해, 유저의 선택에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기의 명령 신호는 태그의 RF 신호가 수신된 신호 수신기를 선택하기 위해 상기 다수의 신호 수신기로부터 공급되는 신호를 소정 시간 간격으로 서치하고, 서치 결과에 따라 발생되는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치.
  5. 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부와 케이블을 통해 접속되어 상기의 복조 데이터를 화면에 표시되도록 처리한 후 표시하는 표시 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치.
  6. 제3항 또는 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 해당 단말기는 상기 제어부의 지원 가능한 프로토콜을 사용하여 수신된 복조 데이터를 화면에 표시되도록 처리한 후 표시하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선주파수 인식 시스템의 리더 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 해당 단말기는, 이동 단말기, 지피에스 수신기, 및 지그비 수신기 중 하나 인 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식 시스템의 리더 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 리더 장치는 외부로부터 공급되는 습기에 대해 보호되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식 시스템의 리더 장치.
KR1020060049073A 2006-05-30 2006-05-30 다중 주파수 및 다중 프로토콜을 가지는 무선 주파수 인식시스템의 리더 장치 KR100861764B1 (ko)

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