KR100869776B1 - 상시 웨이크업 기능과 장거리 전송이 가능한 저전력소비능동형 태그 및 리더기 - Google Patents

상시 웨이크업 기능과 장거리 전송이 가능한 저전력소비능동형 태그 및 리더기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부 리더기와 무선태그의 통신 거리를 증가시키며, 상시 웨이크 업(Wake up) 기능을 통해 외부 리더기와 데이터 통신이 필요할 경우에만 배터리를 소모하도록 함으로써 무선태그의 구동시간을 증가시키는 상시 웨이크 업 기능을 구비하는 무선태그, 및 리더기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 프로세서, 메모리, 및 무선신호 전송유닛을 구비하는 무선태그에 관한 것으로서, 웨이크-업 신호가 포함되는 LF 신호에 대해 UHF 주파수 대역으로 진폭변조 한 신호를 외부 리더기가 전송 시, 이를 검파하여 UHF 대역을 제거하고 LF 신호를 추출하는 검파유닛, 및 LF 신호를 재차 검파하여 추출된 신호와, 기 마련되는 웨이크-업 패턴의 상관성을 판단하며, 판단결과, 양자의 패턴이 일치하면 프로세서, 무선신호 송수신유닛 및 메모리 중 어느 하나를 웨이크-업 하는 웨이크-업 유닛을 구비한다.
무선태그, 액티브 방식, UHF검파기, LF검파기, 상시 웨이크업, 상관성, 무선신호 송수신유닛, 공진

Description

상시 웨이크업 기능과 장거리 전송이 가능한 저전력소비 능동형 태그 및 리더기 {Power saving active tag and reader including the capability of ordinary wake up and of transmission to distance}
도 1은 액티브 방식의 무선태그와 무선신호를 송수신하는 외부 리더기를 개념적으로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에서 언급할 무선태그의 작동 방식을 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선태그의 블록개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검파유닛의 회로도,
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 전자 스위치의 작동 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선태그의 블록개념도,
도 7은 본 발명에 따른 무선태그에 웨이크-업 신호를 제공하는 외부 리더기의 일 예를 나타내는 도면, 그리고
도 8은 전자 스위치를 이용하여 각 유닛을 선택적으로 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 셜명*
110 : 임피던스 매칭유닛 120 : 검파유닛
121 : 커플링 캐패시터 122, 125 : 다이오드
123 : 캐패시터 124 : 저항
130 : 공진유닛 140 : 웨이크-업 유닛
150 : 프로세서 160 : 메모리
170 : 센서 180 : 무선신호 전송유닛
190 : 임피던스 매칭유닛 200 : 파워-온 신호 생성유닛
201 : 동조부 202 : 정류부
203 : 전자 스위치 300 : 외부 리더기
310 : LF 변조부(AM) 320 : UHF 변조부(AM)
330 : 제어부 340 : 오실레이터
본 발명은 무선 태그 및 리더 에 관한 것으로, 특히 외부 리더기와 무선태그의 통신 거리를 증가시키며, 상시 웨이크 업(Wake up) 기능을 통해 외부 리더기와 데이터 통신이 필요할 경우에만 배터리를 소모하도록 함으로써 무선태그의 구동시간을 증가시키는 무선태그에 관한 것이다.
무선태그는 크게 액티브 방식과 패시브 방식으로 나뉜다.
패시브 방식의 무선태그는 자체 배터리를 구비하지 않으며, 외부 리더기에서 전송되는 전파를 정류하여 구동 전원으로 사용하는 무선태그를 의미한다. 패시브 방식의 무선태그는 자체 배터리를 내장하지 않으므로 외부 리더기에서 제공되는 전파의 세기에 따라 통신거리가 제한되는 단점이 있다. 따라서, 패시브 방식의 무선태그는 주로 대형 마트에서 상품에 부착하는 형태로 사용되고 있다.
액티브 방식의 무선태그는 자체 배터리를 내장하며, 자체 배터리를 통해 외부 리더기의 호출에 응답하고, 외부 리더기로 무선신호를 전송한다. 통상 액티브 방식의 무선태그는 고가의 장비나 물품에 장착되는 경우가 많으며, 무선태그의 수명은 배터리의 수명에 따라 결정된다.
도 1은 액티브 방식의 무선태그와 무선신호를 송수신하는 외부 리더기를 개념적으로 나타낸다.
도시된 바와 같이, 무선태그(20)는 배터리를 내장하며, MCU(Micro Controll Unit)(22), UHF 수신부(21), 및 UHF 송신부(23)에 전원을 공급하여 무선태그(20)가 주기적으로 깨어나는 상태를 유지하도록 한다. 따라서, 액티브 방식의 무선태그는 배터리(24)의 수명이 곧 무선태그(20)의 수명과 직결된다. 배터리(24)가 완전히 방전되면 무선태그(20)는 그 역할을 지속할 수 없다.
한편, LF 신호를 이용 상시 웨이크업 기능을 지원할 경우 LF신호는 자계결합방식으로 장거리 전송이 어려우며, 또한 별도의 LF시스템이 필요하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선태그가 스텐바이 상태를 유지하며, 외부 리더기에서 웨이크-업 신호가 전달될 때, 상시 웨이크-업 하여 무선통신을 수행함으로 써 배터리의 소모를 최소화하는 무선태그를 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 목적은 외부 리더기와 무선통신이 필요할 때만 무선신호 전송유닛에 배터리를 제공하여 배터리 소모를 최소화하는 무선태그를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, LF신호를 UHF신호로 AM변조하고 이를 외부 리더기가 무선태그로 전송함으로써 단위시간당 전송할 수 있는 데이터의 량을 증가시키면서도 원거리 전송이 가능한 무선태그, 및 외부 리더기를 제공함에 있다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 프로세서, 메모리, 및 무선신호 전송유닛을 구비하는 무선태그에 있어서, 웨이크-업 신호가 포함되는 LF 신호에 대해 UHF 주파수 대역으로 진폭변조 한 신호를 외부 리더기가 전송 시, 이를 검파하여 상기 UHF 대역을 제거하고 상기 LF 신호를 추출하는 검파유닛, 및 상기 LF 신호를 재차 검파하여 추출된 신호와, 기 마련되는 웨이크-업 패턴의 상관성을 판단하며, 판단결과, 양자의 패턴이 일치하면 상기 프로세서, 상기 무선신호 송수신유닛 및 상기 메모리 중 어느 하나를 웨이크-업 하는 웨이크-업 유닛에 의해 달성된다.
상기 프로세서는, 상기 웨이크-업 신호에 응답하여 상기 프로세서, 무선신호 송수신유닛을 활성화하고, 상기 무선신호 전송유닛의 데이터 전송이 완료되면 상기 무선신호 전송유닛을 비활성화하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 안테나와 상기 검파유닛 사이에 마련되며, 상기 안테나와 상기 검파유닛의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭유닛을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 검파유닛과 상기 웨이크-업 유닛 사이에 마련되며, 상기 검파유닛에서 검파된 상기 LF 신호의 선택도를 증가시키는 공진 유닛을 더 포함한다.
상기 웨이크-업 신호는, 장거리 전송을 위해, LF신호를 UHF 대역의 신호로 진폭 변조하여 생성되는 것이 바람직하다.
상기 무선태그는, 항공기 화물을 수납하는 금속 재질의 ULD 팔레트에 내장될 수 있다.
상기 팔레트 주변의 온도, 및 습도 중 어느 하나를 검출하기 위한 센서를 더 포함하며, 상기 센서는 상기 프로세서와 접속되는 것이 바람직하다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 프로세서, 메모리, 배터리, 및 무선신호 전송유닛을 구비하는 무선 태그에 있어서, 안테나를 통해 수신되는 외부 전파 중, 미리 정해진 공진 주파수에 해당하는 전파를 수신하고, 수신된 전파를 정류하여 파워-온 신호를 생성하는 파워-온 신호 생성유닛, 상기 파워-온 신호에 의해 구동되며, 상기 안테나를 통해 재차 전송되는 외부 전파에서 웨이크-업 신호를 검파하는 UHF 검파 유닛, 및 상기 검파기에서 추출되는 LF 신호로부터 최종 검파된 데이터 신호와, 기 마련된 패턴에 대한 상관성을 판단하며, 판단 결과, 상기 검파된 신호가 상기 패턴에 대응되는 경우, 상기 프로세서, 상기 메모리, 및 상기 무선신호 전송부 중 어느 하나를 웨이크-업(wake-up) 시키는 웨이크-업 유닛에 의해 달성된다.
상기 외부 전파는, 상기 무선태그를 향해 전파를 송출하는 외부 리더기에 의해 생성되며, 상기 외부 리더기는, 상기 파워-온 신호를 위한 신호를 1차로 생성하여 상기 무선태그로 전송하고, 상기 무선태그를 웨이크-업 하기 위한 웨이크-업 신 호를 위한 신호를 2차로 생성하여 상기 무선태그로 전송하며, 상기 웨이크-업 신호는 LF 주파수 대역의 신호를 재차 UHF 주파수 대역에 따라 진폭 변조한 신호인 것이 바람직하다.
상기한 목적은 본 발명에 따라, 무선태그에 대한 웨이크-업 패턴을 LF 주파수 대역으로 1차 변조하는 제1 변조부, 상기 1차 변조된 신호를 UHF 대역의 주파수로 변조하여 상기 무선태그로 전송하는 2차 변조부, 상기 2차 변조부에서 웨이크-업 신호를 상기 무선태그로 전송 후, 상기 1차 변조부, 및 상기 2차 변조부를 제어하여 상기 무선태그에 제어명령어를 전송하도록 하는 제어부에 의해 달성된다.
상기 1차 변조된 신호는 LF 주파수 대역의 신호이고, 상기 2차 변조된 신호는 UHF 주파수 대역의 신호인 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에서 언급할 무선태그의 작동 방식을 개념적으로 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
본 발명에 따른 무선태그는 액티브 방식의 무선태그이며, 평상시에는 전력을 거의 소모하지 않고, 외부 리더기(30)에서 웨이크-업 신호가 전송될 때만 내부 유닛을 활성화하여 전력소모를 최소화한다. 따라서, 본 발명에 따른 무선태그는 웨이크-업 신호를 생성하는 외부 리더기(미도시)가 존재한다는 전제 하에서 성립한다.
또한, 본 발명에 따른 무선태그는 외부 리더기와 데이터 통신이 필요할 때만 깨어있는 상태를 유지하는 상시 웨이크-업 기능을 지원한다. 상시 웨이크-업 기능 은 외부 리더기와 무선태그가 상호 약정된 웨이크-업 패턴을 구비하며, 외부 리더기가 약정된 웨이크-업 패턴을 전송할 때, 무선태그가 이에 반응하여 웨이크-업 되는 것을 의미한다. 이러한 상시 웨이크-업 기능은 무선태그가 불필요한 배터리 소모를 줄이는데 기여함은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 외부 리더기는 웨이크-업 신호, 및 명령어의 순으로 무선태그를 제어한다. 외부 리더기는 무선태그로 웨이크-업 신호를 전송하여 무선태그를 활성화시킨 후, 명령어를 전송함으로써 무선태그와 데이터 통신이 필요할 때만 무선태그가 배터리를 소모할 수 있도록 한다.
이를 위해, 외부리더기(30)는 웨이크업 패턴 전송을 위해 웨이크-업 패턴을 LF 주파수 대역(10㎑ ∼ 300㎑)으로 1차 변조하고 이를 원거리 전송과 고속데이타 전송에 유리한 UHF 주파수 대역으로 2차 변조한다.
물론, 본 발명의 전반에 걸쳐서 제시되는 주파수 대역은 일 예이며, 제시된 주파수 대역(UHF)보다 더 큰 고주파 대역을 이용하거나, 제시된 장파 대역(10㎑ ∼ 300㎑)보다 더 높거나 낮은 주파수 대역이 적용될 수 있음은 물론이다.
통상의 외부 리더기는 명령어가 포함된 무선신호를 무선태그로 송신하고, 무선태그에서 명령어에 해당하는 데이터를 수신하는 구조를 가지나, 본 발명에 따른 외부 리더기(30)는 무선신호를 송신하기 전, 무선태그(40)로 웨이크-업 신호를 전송하며, 무선태그(40)는 웨이크-업 신호에 응답하여 무선태그(40)의 유닛(MCU, 및 UHF TX/RX)을 상시 웨이크-업 시킨다. 여기서, 웨이크-업 신호는 외부 리더기(30) 와 무선태그(40) 사이에 미리 약정된 펄스열(pulse train)을 LF 주파수 대역(예컨대 19KHz ∼ 300KHz 중 어느 하나)으로 변조한 후, 이를 재차 UHF 주파수대역(300MHz ∼ 3000MHz)으로 진폭 변조하여 원거리 전송이 가능하다.
LF 주파수 대역(LF, 10㎑ ∼ 300㎑)을 이용하는 경우 LF 주파수 대역의 신호(이하, LF 신호라 함)는 자계결합 방식에 의해 무선태그(40)로 수신되므로 원거리 전송이 어렵다는 단점이 있다. 본 발명에서는 양자를 결합함으로써 상시 웨이크-업기능을 지원하면서 외부 리더기와 무선태그 사이의 통신 거리를 증가시켜 원거리 전송의 장점을 함께 누린다.
도면에서, 외부 리더기(30)는 무선태그(40)로 명령어를 전송하기 전, 웨이크-업 신호를 먼저 전송한다. 웨이크-업 신호가 무선태그(40)로 전송되면, 무선태그(40)는 웨이크-업 신호에 의해 유닛(42, 43)을 활성화한다. 즉, 웨이크-업 신호를 수신하기 전에는 각 유닛(42, 43)에 배터리(50) 전원이 공급되지 않으며, 이는 배터리(50)의 전력소모가 최소화되는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선태그의 블록개념도를 나타낸다.
도시된 무선태그는, 임피던스 매칭유닛(110), 검파유닛(120), 공진 유닛(130), 웨이크-업 유닛(140), 프로세서(150), 메모리(160), 센서(170), 배터리(50), 무선신호 전송유닛(180), 및 임피던스 매칭유닛(190)을 구비한다.
임피던스 매칭유닛(110)은 안테나와 검파유닛(120) 사이에 배치되며, 안테나와 검파유닛(120) 사이의 임피던스를 매칭한다. 임피던스 매칭은 안테나의 임피던스와 검파유닛(120) 입력단의 임피던스를 동일하게 매칭하는 것으로, 본 실시예에 서는 안테나의 임피던스가 50Ω인 것이 바람직하다.
검파유닛(120)은 임피던스 매칭유닛(110)을 통해 수신되는 전파에서 LF 신호를 추출한다. 본 발명에 따른 웨이크-업 신호는 웨이크-업 패턴인 펄스열이 LF 주파수 대역에 의해 1차 변조된 후, 이를 UHF 주파수 대역으로 2차 변조한 신호이다. 따라서, 검파유닛(120)은 웨이크-업 신호에서 UHF 주파수를 제거하여 LF신호를 추출하고, 이를 공진유닛(130)에 제공한다. 검파유닛(120)은 도 4를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검파유닛의 회로도를 나타낸다.
도시된 검파유닛(120)은 캐패시터(121), 다이오드(122, 125), 저항(124), 및 캐패시터(123)을 구비한다.
캐패시터(121)를 통과한 UHF웨이크-업신호는 한쌍의 다이오드(122,125)와 캐패시터(123)에 의해 검파(detect)되며, 여기서, 2차 변조파인 UHF대역은 제거된다. UHF주파수가 제거된 후, 검파된 신호는 저항(124)의 양단에 나타난다.
공진유닛(130)은 UHF 주파수 대역이 제거된 LF 신호의 선택도(Q)를 증가시킨다. 공진유닛(130)의 공진 주파수는 웨이크-업 패턴인 펄스열을 1차 변조한 주파수 대역(예컨대 LF 대역의 주파수)에 해당한다. 공진유닛(130)에 의해 선택된 LF 신호는 웨이크-업 유닛(140)으로 제공된다.
웨이크-업 유닛(140)은 공진유닛(130)에서 제공된 신호에서 변조파(LF 대역의 주파수)를 복조하여 웨이크업 패턴인 펄스열을 추출하며, 추출된 펄스열이 미리 준비된 펄스열과 매칭되는지의 여부를 판단한다.
바람직하게는, 웨이크-업 유닛(140)은 LF 검파기(141), 및 상관기(142)를 구비한다. LF 검파기(141)는 공진유닛(130)이 제공하는 신호에서 LF 주파수 대역을 제거한다. LF 주파수 대역이 제거된 신호에는 외부 리더기가 전송하는 펄스열 형태의 웨이크-업 패턴이 존재할 수 있다. 상관기(142)는 LF 검파기(141)에서 검파된 신호의 논리값과 미리 준비된 논리값 사이의 상관값을 산출하며, 산출된 상관값이 미리 설정된 기준치를 만족하는 경우, 웨이크-업 신호가 수신된 것으로 판단한다. 판단결과, 웨이크-업 신호가 수신된 것으로 판단되면, 웨이크-업 유닛(140)은 프로세서(150), 메모리(160), 센서(170), 무선신호 전송유닛(180)을 파워-온 하고, 배터리(50)의 전원을 이들 유닛에 공급한다.
웨이크-업 유닛(140)에 의해 각 유닛(110 ∼ 190)은 배터리(50)의 전원을 공급받고 활성화 상태가 된다. 프로세서(150)는 활성화 상태로 전환된 후, 외부 리더기에서 전송되는 명령어에 응답하며, 무선신호 전송유닛(180)을 통해 메모리(160)에 저장된 데이터, 또는 센서(170)에 의해 검출된 값을 외부 리더기로 전송한다.
여기서,
센서(170)는 일반 상품에 부착되거나,
센서(170)는 ULD 팔레트의 온도, 습도, 및 충격량을 검출하는데 적용되거나,
센서(170)는 차량 또는 항공 타이어에 적용되어 타이어의 압력, 차량의 주행상태를 계측하거나,
센서(170)는 신체에 부착되어 사람의 체온, 및 맥박과 같은 신체정보를 획득 하는데 적용될 수 있다.
이 외에도, 센서(170)는 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 장거리 통신이 가능하면서 단위시간당 다량의 데이터 전송이 요구되는 여러 분야에 적용될 수 있음은 물론이다.
임피던스 매칭유닛(190)은 무선신호 전송유닛(180)과 안테나 사이의 임피던스 매칭을 위한 것으로, 무선신호 전송유닛(180)의 출력 임피던스를 50Ω으로 셋팅한다. 물론, 안테나의 종류와 무선신호 전송유닛(180)의 특성에 따라 임피던스값은 변경될 수 있다.
바람직하게는, 웨이크-업 유닛(140)은 도 5에 도시된 전자 스위치를 이용하여 각 유닛에 대한 전력공급을 처리할 수도 있다.
도 5는 프로세서(150)에 의해 배터리(50)의 전원이 각 유닛(120 ∼ 190)에 공급되는 방법을 나타낸다.
먼저, 외부 리더기에서 전송되는 명령어가 메모리(160)에 저장된 데이터를 요청하는 것일 경우, 프로세서(150)는 메모리(160)에서 데이터를 독출 후, 이를 무선신호 송수신유닛(180)으로 제공하며, 무선신호 송수신유닛(180)에서 데이터 전송이 완료되었음을 통보하면 무선신호 송수신유닛(180)에 제공되는 배터리(50) 전원을 차단한다. 이때, 센서(170)에 제공되는 배터리(50) 전원은 차단된다. 즉, 프로세서(150)는 외부 리더기에서 제공되는 명령어를 분석하여 구동이 필요한 유닛에게는 배터리(50) 전원을 공급하고, 그렇지 않은 유닛에는 배터리(50) 전원의 공급을 차단한다.
도 5에 도시된 바와 같은 전자 스위치가 도 3에 적용되는 경우, 프로세서(150)는 배터리(50)와 직접 접속되고, 외부 리더기에서 전송되는 명렁어에 따라 배터리(50)의 전원을 각 유닛에 선택적으로 공급할 수 있다.
다른 한편으로는 도 8에 도시된 바와 같이, 각 유닛(110 ∼ 190, 150은 제외)이 배터리(50)와 접속되는 지점에 전자 스위치(61, 62, 63)를 배치하고, 각 스위치(61, 62, 63)를 프로세서(150)가 선택적으로 온-오프 함으로써 무선태그에서 소모되는 전력을 최소화할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선태그의 블록개념도를 나타낸다.
도시된 무선태그는, 도 3에 도시된 실시예와 유사하나, 특정 주파수에 반응하는 파워-온 신호 생성유닛(200)에 의해 웨이크-업 유닛(140)을 구동함으로써 무선태그의 소모전력을 더욱 감소시키는 차이점을 갖는다. 이에 따라, 본 실시예는 도 3을 통해 설명된 것과 그 기능이 유사한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도면에서, 파워-온 신호 생성유닛(200)은 외부 리더기와 미리 약정된 주파수에 대해 반응한다. 예컨대, 미리 약정된 주파수가 HF ∼ UHF인 경우, 파워-온 신호 생성유닛(200)은 HF ∼ UHF 주파수에 공진하여 이를 수신하며, 수신된 주파수를 정류하고, 이를 통해 배터리(50)의 전원을 웨이크-업 유닛(140)에 공급하여 웨이크-업 유닛(140)이 구동하도록 한다. 파워-온 신호 생성유닛(200)은 배터리(50)에서 공급되는 전원에 의해 구동되지 않으며, 외부 리더기에서 제공되는 주파수를 구동 전원으로 이용하므로 배터리(50)를 소모하지 않는다.
여기서, 본 발명에 따른 실시예에서 외부 리더기는,
1) 파워-온 신호를 송출하고,
2) 파워-온 신호를 송출한 후, 일정 시간(예컨대 0.5초)이 지난 다음 웨이크-업 신호를 전송하는 조건을 만족하여야 한다.
바람직하게는, 파워-온 신호 생성유닛(200)은 동조부(201), 정류부(202), 및 전자 스위치(203)를 구비한다. 동조부(201)는 외부 리더기와 미리 약정된 주파수에 공진한다. 동조부(201)에서 공진된 주파수는 정류부(202)로 제공되며, 정류부(202)는 수신된 전파를 정류하여 직류를 생성하고 이를 전자 스위치(203)로 제공하다. 전자 스위치(203)는 정류부(202)에서 제공되는 전원에 의해 배터리(50)와 웨이크-업 유닛(140)의 전류패스를 형성하여 웨이크-업 유닛(140)을 활성화한다. 이후, 웨이크-업 유닛(140)은 앞서 도 3을 통해 설명된 바에 따라 웨이크-업 신호를 검출하고, 검출 결과 웨이크-업 신호가 수신되면 무선태그를 구성하는 각 유닛(110 ∼ 190)을 활성화한다.
따라서, 본 실시예에 따른 무선태그는 외부 리더기에서 미리 약정된 주파수를 송출하지 않는다면 무선태그에서 소모되는 전력이 "0"에 수렴한다. 즉, 웨이크-업 시키는 웨이크-업 유닛(140)조차도 외부 리더기의 호출이 없다면 비 활성화 상태를 갖는다. 본 발명에서 설명된 두 개의 실시예에서, 본 발명에 따른 무선태그는 외부 리더기로 고 출력의 전파를 송출해야 하는 무선태그의 전력소모를 최대한 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 무선태그에 웨이크-업 신호를 제공하는 외부 리더기의 일 예를 나타낸다.
도시된 외부 리더기는, LF 변조부(310), UHF 변조부(320), 제어부(330), 및 오실레이터(340)를 구비한다.
LF 변조부(310)는 웨이크-업 패턴(패턴)을 LF 대역의 주파수로 1차 변조한다. 1차 변조된 신호는 UHF 변조부(320)로 제공되며, UHF 변조부(320)는 장파 대역의 주파수(10㎑ ∼ 300㎑)로 1차 변조된 신호를 2차 변조한다. 이에 따라, 웨이크-업 신호는 원거리 전송특성에 유리한 UHF 대역의 주파수로 재차 변조되어 외부 리더기(300)와 무선태그(100)가 단위 시간당 전송 가능한 데이터량을 늘리면서 통신 거리를 증가시키는 이점을 갖는다. 오실레이터(340)는 UHF 변조부(320)에서 필요로하는 주파수 대역(300MHz ∼ 3000MHz)을 생성하여 이를 UHF 변조부(320)로 제공한다. 제어부(330)는 LF 변조부(310), 및 UHF 변조부(320)를 제어하여,
1) UHF 변조부(320)가 무선태그(100)로 웨이크-업 신호를 먼저 전송하고,
2) 웨이크-업 신호가 전송된 후, 일정 시간이 지난 다음 명령어(COMMAND)를 전송하도록 한다.
명령어 전송은 제어부에 의해 UHF 변조부(320)를 사용하게 된다. 제어부(330)는 UHF 변조부(320)에 명령어를 제공하여 무선태그(100)로 데이터를 전송케 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선태그는 저주파(LF) 대역에 의해 변조 된 펄스열을 UHF 대역으로 AM 변조함으로써 외부 리더기와 무선태그 사이의 데이터 통신거리를 증가시키면서도 단위 시간당 전송 가능한 데이터량을 증가시킨다. 또한, 본 발명에 따른 무선태그는 웨이크-업 신호를 수신하고 이에 대한 상관성을 판단하여 웨이크-업 신호를 판단함으로써 상시 웨이크-업 기능을 지원 밧데리 수명을 절약 무선태그 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명은 외부 리더기에서 제공되는 파워-온 신호를 구동원으로 하여 웨이크-업 유닛을 구동함으로써 웨이크-업 신호를 수신하기 전, 무선태그가 소모하는 전력을 이론상 0%로 설정할 수 있으며, 이를 통해 무선태그의 전력소모를 극소화한다.
또한, 본 발명에 따른 무선태그는 가장 많은 전력을 소모하는 무선신호 송수신유닛의 동작이 종료될 때, 무선신호 송수신유닛을 비 활성화함으로써 무선태그의 전력소모를 최소화한다. 또한, 본 발명에 따른 무선태그는 센서와 결합되어 ULD 팔레트 주변의 온도, 습도, 및 충격을 감지하고 이를 외부 리더기로 제공함으로써 ULD 팔레트의 관리를 용이하게 한다. 이 외에도, 본 발명에 따른 무선태그는 외부 리더기와 원거리 데이터 통신이 요구되며, 무선태그를 장시간 사용하고자 하는 곳에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 무선외부 리더기는 무선태그로 전송하는 신호를 LF 대역의 주파수로 1차 변조 후, 이를 원거리 송신에 적합한 UHF 대역으로 2차 변조함으로써 무선태그와 리더기 사이의 통신 거리를 증가시킨다. 또한, 본 발명에 따른 무선태그는, 외부 리더기에서 웨이크-업 신호를 전송할 때, 이에 반응하여 상시 웨 이크-업 하므로 외부 리더기가 데이터 통신을 필요로 할 때만 상시 깨어나는 상태를 유지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 프로세서, 메모리, 및 무선신호 전송유닛을 구비하는 무선태그에 있어서,
    웨이크-업 신호가 포함되는 LF 신호에 대해 UHF 주파수 대역으로 진폭변조 한 신호를 외부 리더기가 전송 시, 이를 검파하여 상기 UHF 대역을 제거하고 상기 LF 신호를 추출하는 검파유닛; 및
    상기 LF 신호를 재차 검파하여 추출된 신호와, 기 마련되는 웨이크-업 패턴의 상관성을 판단하며, 판단결과, 양자의 패턴이 일치하면 상기 프로세서, 상기 무선신호 송수신유닛 및 상기 메모리 중 어느 하나를 웨이크-업 하는 웨이크-업 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 웨이크-업 신호에 응답하여 상기 프로세서, 무선신호 송수신유닛을 활성화하고, 상기 무선신호 전송유닛의 데이터 전송이 완료되면 상기 무선신호 전송유닛을 비활성화하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안테나와 상기 검파유닛 사이에 마련되며,
    상기 안테나와 상기 검파유닛의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검파유닛과 상기 웨이크-업 유닛 사이에 마련되며,
    상기 검파유닛에서 검파된 상기 LF 신호의 선택도를 증가시키는 공진 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 웨이크-업 신호는,
    장거리 전송을 위해, LF신호를 UHF 대역의 신호로 진폭 변조하여 생성되는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선태그는,
    항공기 화물을 수납하는 금속 재질의 ULD 팔레트에 내장되는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 팔레트 주변의 온도, 및 습도 중 어느 하나를 검출하기 위한 센서;를 더 포함하며,
    상기 센서는 상기 프로세서와 접속되는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  8. 프로세서, 메모리, 배터리, 및 무선신호 전송유닛을 구비하는 무선 태그에 있어서,
    안테나를 통해 수신되는 외부 전파 중, 미리 정해진 공진 주파수에 해당하는 전파를 수신하고, 수신된 전파를 정류하여 파워-온 신호를 생성하는 파워-온 신호 생성유닛;
    상기 파워-온 신호에 의해 구동되며, 상기 안테나를 통해 재차 전송되는 외부 전파에서 웨이크-업 신호를 검파하는 UHF 검파 유닛; 및
    상기 검파기에서 추출되는 LF 신호로부터 최종 검파된 데이터 신호와, 기 마련된 패턴에 대한 상관성을 판단하며, 판단 결과, 상기 검파된 신호가 상기 패턴에 대응되는 경우, 상기 프로세서, 상기 메모리, 및 상기 무선신호 전송부 중 어느 하나를 웨이크-업(wake-up) 시키는 웨이크-업 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파워-온 신호에 응답하여 상기 프로세서, 상기 메모리, 상기 무선신호 전송유닛 중 어느 하나와 상기 배터리 사이의 전류 패스를 형성하는 전자 스위치; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 안테나와 상기 검파유닛 사이에 마련되며,
    상기 안테나와 상기 검파유닛의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 검파유닛과 상기 웨이크-업 유닛 사이에 마련되며,
    상기 검파유닛에서 검파된 신호의 선택도를 증가시키는 공진 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 웨이크-업 신호는,
    19KHz ∼ 300KHz의 주파수 대역에 의해 1차 변조되고,
    300MHz ∼ 3000MHz의 주파수 대역에 의해 2차 변조되는 신호인 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 무선태그는,
    항공기 화물을 수납하는 금속 재질의 ULD 팔레트에 내장되는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 팔레트 주변의 온도, 및 습도 중 어느 하나를 검출하기 위한 센서;를 더 포함하며,
    상기 센서는 상기 프로세서와 접속되는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 외부 전파는,
    상기 무선태그를 향해 전파를 송출하는 외부 리더기에 의해 생성되며,
    상기 외부 리더기는,
    상기 파워-온 신호를 위한 신호를 1차로 생성하여 상기 무선태그로 전송하고,
    상기 무선태그를 웨이크-업 하기 위한 웨이크-업 신호를 위한 신호를 2차로 생성하여 상기 무선태그로 전송하며,
    상기 웨이크-업 신호는 LF 주파수 대역의 신호를 재차 UHF 주파수 대역에 따라 진폭 변조한 신호인 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 무선태그.
  16. 무선태그에 대한 웨이크-업 패턴을 LF 주파수 대역으로 1차 변조하는 제1 변조부;
    상기 1차 변조된 신호를 UHF 대역의 주파수로 변조하여 상기 무선태그로 전송하는 2차 변조부;
    상기 2차 변조부에서 웨이크-업 신호를 상기 무선태그로 전송 후, 상기 1차 변조부, 및 상기 2차 변조부를 제어하여 상기 무선태그에 제어명령어를 전송하도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 리더기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 1차 변조된 신호는 LF 주파수 대역의 신호이고,
    상기 2차 변조된 신호는 UHF 주파수 대역의 신호인 것을 특징으로 하는 상시 웨이크-업 기능을 구비하는 리더기.
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