KR100911036B1 - Ｒｆｉｄ 태그의 충돌 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서 발생할 수 있는 복수의 RFID 태그들간의 충돌을 감지하고 충돌로 인해 소실된 데이터를 복원하는 RFID 충돌 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명은 ALOHA 기술과 이진트리(binary tree) 기술을 접목시켜 두 기술 각각의 단점을 개선함으로써 RFID 태그의 충돌 시에 RFID 태그의 인식을 위해 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
RFID(Radio Frequency IDentification), RFID 태그(tag), 충돌(collision), 충돌 감지(anti-collision), ALOHA, 이진트리(binary tree)

Description

ＲＦＩＤ 태그의 충돌 감지 시스템 및 방법{ANTI COLLISION SYSTEM AND METHOD FOR RFID TAG}
본 발명은 RFID 태그의 충돌감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 RFID 태그의 인식에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 RFID 태그의 충돌감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
RFID(Radio Frequency IDentification; 전파식별, 이하 "RFID"라 한다) 기술은, 사물에 RFID 태그를 부착하여 무선으로 사물의 정보를 확인하고(identification), RFID 태그(tag)의 주변 상황정보, 즉 해당 RFID 태그가 부착된 사물의 주변 상황정보를 감지하는(sensing) 비접촉식 인식 기술이다. 이러한 RFID 기술은 사물에 부착된 RFID 태그로부터 사물의 정보 및 주변 환경정보를 인식하여 그 사물의 정보를 수집, 저장, 가공 및 추적함으로써 사물에 대한 측위, 원격처리/관리 및 사물간 정보교환 등, 다양한 서비스의 제공을 가능하게 한다. RFID 기술은 기존의 바코드를 대체하여 상품관리를 네트워크화 및 지능화함으로써 유통 및 물품관리뿐만 아니라 보안(security), 안전(safety), 환경관리 등에 혁신을 선도할 것으로 기대된다.
일반적으로, RFID 시스템은 정보를 내장한 RFID 태그, RFID 태그에 내장된 정보에 판독 및 해독 기능을 가지는 RFID 리더, 이들을 운용하기 위한 미들웨어 및 응용서비스 플랫폼 등을 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성되는 RFID 시스템은 유무선 통신망과 연동되어 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, RFID 시스템은 RFID 태그와 RFID 리더간의 무선신호 교환을 통해 정보를 식별하는 인식시스템이다. 즉, RFID 리더는 자신의 영역 내에 위치하고 있는 RFID 태그와의 무선통신을 통해 해당 RFID 태그에 내장된 정보를 식별한다. 그런데, 임의의 RFID 리더의 영역 내에는 복수의 RFID 태그들이 위치할 수 있다. 이 경우 복수의 RFID 태그들로부터의 정보 인식이 동시에 이루어질 수 있다. 이와 같이 복수의 RFID 태그들로부터의 정보 인식이 동시에 이루어질 때 각 태그들의 비트가 동일한 값을 갖는 경우 인식시간의 지연이 발생하는 것을"충돌(collision)"이라고 한다. RFID 태그의 충돌은 데이터를 소실시킴으로써 RFID 태그의 인식률을 저하시키며, 잘못된 정보의 전달, 인식 실패로 인한 정보전달 불능상태, RFID 태그 인식시간의 지연에 따른 전력 및 자원 낭비를 초래한다.
따라서, RFID 태그간의 충돌 발생을 감지하고 그에 따른 데이터의 소실을 회복하기 위한 충돌 감지 기술은, RFID 기술에서 중요하게 연구되는 부문 중 하나이다. RFID 기술 표준에서는 RFID 태그의 충돌을 중재하는 프로토콜로써 알로하(ALOHA) 계열과 이진트리(Binary Search/Tree) 계열의 두 프로토콜을 제시하고 있다.
그런데, 이들 프로토콜들은 RFID 리더가 RFID 태그의 데이터를 인식하는 과 정에서 충돌이 감지되면 질의를 재전송하여 처음부터 다시 인식과정을 수행하는 방식을 취한다. 이로 인해 이들 프로토콜들은 RFID 태그의 인식을 위해 긴 시간을 필요로 한다는 단점을 가진다. 이러한 단점을 해결하기 위해, 슬롯 알로하(slotted ALOHA), 동적 슬롯 알로하(dynamic slotted ALOHA) 등의 몇 가지 진보된 기술들이 제안되어 왔지만, 이러한 기술들 역시 근본적인 해결책은 되지 못하였다.
따라서 본 발명의 목적은 RFID 태그의 충돌 발생 시에 사용되는 ALOHA 계열의 충돌 방지 프로토콜에 대한 인식 성능을 향상시킴으로써 RFID 태그의 인식에 소요되는 시간을 단축시키고, RFID 태그의 인식 시 소요되는 반송파 전력을 절약할 수 있는 RFID 태그의 충돌 감지 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 있어서, RFID 리더가 자신의 영역 내에 위치하는 복수의 RFID 태그들에 대한 식별 과정에서 발생하는 충돌을 방지하기 위해 사용하는 RFID 태그의 충돌 방지 장치는, RFID 태그와의 무선신호 교환을 수행하는 무선부와, 자신의 영역 내에 위치하는 RFID 태그들로 인해 발생하는 충돌을 감지하고 그에 따른 충돌률을 계산하며, 상기 충돌률과 기 설정된 기준값과의 비교를 통해 상기 충돌률이 기준값 미만이면 알로하(Additive Links On-line Hawaii Area) 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방 지를 수행하고, 상기 충돌률이 상기 기준값 이상이면 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 충돌 비트 수와 총 비트 수의 비교를 통해 상기 충돌률을 계산할 수 있다.
상기 RFID 태그의 충돌 방지 장치는 이진 방식의 프로토콜 적용 시에 태그로부터 수신한 데이터 중 충돌이 발생한 데이터에 대해 충돌 비트를 표시하여 저장하기 위한 메모리를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 있어서, 동일한 RFID 리더의 영역 내에 복수의 RFID 태그가 위치하는 경우에 발생하는 RFID 태그의 충돌을 방지하기 위한 RFID 태그의 충돌 방지 시스템은, 자신의 영역 내에 위치하는 RFID 태그들로 인한 충돌률을 계산하고, 상기 충돌률과 기 설정된 기준값과의 비교를 통해 상기 충돌률이 상기 기준값 미만이면 알로하 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하고, 상기 충돌률이 상기 기준값 이상이면 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하는 RFID 리더와, 상기 RFID 리더가 상기 선택된 충돌 방지 프로토콜에 따른 식별신호를 송신하면, 상기 식별신호에 대응하여 상기 RFID 리더와의 무선신호 송수신을 수행하는 RFID 태그를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 복수의 RFID 태그들에 대한 식별 과정에서 발생하는 충돌을 방지하기 위한 RFID 태그의 충돌 방지 방법은, RFID 리더가 자신의 영역 내에 존재하는 RFID 태그들에 대한 충돌률을 계산하는 단계와, 상기 계산한 충돌률을 기 설정된 기준값과 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라, 상기 충돌률이 상기 기준값 미만이면 알로하 기반의 프로그램을 선택하고 상기 충돌률이 상기 기준값 이상이면 이진 기반의 프로토콜을 선택하는 단계와, 상기 선택된 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 RFID 태그의 충돌 시에 사용되는 ALOHA 알고리즘의 성능을 향상시킨다. 이를 통해 본 발명은 RFID 태그 인식 시간을 단축하고 RFID 태그의 반송파를 안정적으로 유지함으로써 반송파 전력을 절약할 수 있다. 이를 통해 본 발명은 RFID 서비스의 질을 향상시키고, RFID 태그의 정보 전송을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 RFID 환경의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, RFID 시스템은 적어도 하나의 태그(100)와 적어도 하나의 리더(110-1, 110-2)를 포함하도록 구성될 수 있다. 물론, 이는 RFID 시스템의 이해를 돕기 위한 간략화된 도면이며, 다수의 리더를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 태그(100)는 객체에 대한 정보를 저장하며, 식별대상 객체에 부착된다. 리더(110-1, 110-2)는 자신의 영역 내에 존재하는 태그에 대한 정보를 식별한다. 리더(110-1, 110-2)가 식별할 수 있는 태그(100)의 정보 항목들 중에는, 태그(100)가 리더의 영역 내에 진입하는 시각, 하나의 리더의 영역 내에 존재하던 태그가 해당 리더의 영역 내에서 이탈하는 시각, 리더의 영역 내에 존재하는 태그에 할당된 고유 정보 등이 포함될 수 있다. 전술한 정보 항목들은, 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시된 것으로, 이는 본 발명을 한정하는 사항이 아니며, 필요에 따라 다양한 정보 항목들이 본 발명의 실시를 위해 사용될 수 있다. 각각의 리더(110-1, 110-2)는 태그의 정보 식별 및 식별한 정보의 전송을 위한 송신 기능 및 수신 기능을 가진다.
도 1에서, 리더들(110-1, 110-2) 각각의 둘레에 점선으로 그려진 원들은, 해당 리더의 영역(interrogation area)을 나타내고 있다. 이상적인 경우, 임의의 리더의 영역은, 해당 리더의 위치를 중심점으로 하고, 해당 리더로부터의 전파 도달 거리를 반경으로 하는 동심원을 그리게 된다. 물론, 현실적으로는, 지형이나 전파 간섭 등의 다양한 요인으로 인해, 실제의 리더의 영역은 이상적인 영역과는 다른 형태를 취하는 경우가 많다. 리더의 영역의 형태는 본 발명을 한정하는 사항은 아니다. 한편, RFID 시스템에서는 하나의 리더(예를 들어, 110-1) 영역 내에 복수의 태그들이 존재함으로써 이들 복수의 태그들 사이에서 충돌이 발생할 수 있다.
본 발명에서는 하나의 리더 영역 내에 존재하는 복수의 태그들 사이에서 발 생한 충돌을 중재하고 각 태그들에 대한 정보의 식별을 정상적으로 수행하기 위해, 해당 리더에서의 충돌률에 따라 차등적으로 수행되는 충돌 방지 알고리즘이 사용된다. 본 발명에서 사용되는 충돌 방지 알고리즘은 특히, 알로하(ALOHA) 알고리즘에 이진(binary) 알고리즘이 혼합된 형태의 알고리즘이다. 하기에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해, 먼저 이진 알고리즘과 알로하 알고리즘에 대해 설명하도록 한다.
이진트리는 모든 태그가 리더와 정확한 동기를 맞추고 정확한 시간에 자신들의 일련번호 전송을 시작하며, 태그들의 데이터가 충돌할 때 정확한 충돌 비트(bit)의 위치 파악이 가능하다. 이진트리 알고리즘은 MSB(Most Signification Bit)쪽부터 충돌을 확인하고, 충돌이 발생한 가장 높은 자리의 비트에 대해 검색을 줄이는 규칙을 가진다. 이때, 충돌이 발생한 비트에 대해, "1"이었던 비트는 "0"으로 변환하고, "0"이었던 비트는 "1"로 변환하여 재요청한다. 이러한 충돌 비트에 대한 반복요청을 통해 태그를 인식하는 과정이 하기의 도 2에 도시되어 있다.
도 2는 이진 알고리즘의 적용 예를 도시한 것으로, 충돌 비트에 대한 반복 요청을 수행하여 하나의 태그를 인식하는 과정을 도시한다.
다운링크를 통해 11111111 이하의 식별번호를 가지는 태그에 대한 송신 요청 신호가 리더로부터 태그에 송신된다. 이에 대응하여 해당 리더로부터 신호를 수신한, 11111111 이하의 식별번호를 가지는 모든 태그들이 업링크를 통해 신호를 송신한다. 도 2를 보면, tag 1, tag2, tag3 및 tag4의 4개의 태그들이 해당 조건을 만족한다. 즉, 4개의 태그들이 동시에 데이터를 송신하게 되며, 이로 인해 데이터의 충돌이 발생하게 된다. 충돌로 인해 리더는 1X1X001X 라는 데이터를 수신하게 된 다. 리더가 수신한 데이터는 2번째, 4번째, 8번째 비트가 다른 태그의 비트와 충돌하기 때문에 처리시간이 될 수 있다. 충돌이 발생한 데이터 1X1X001X는, 10111111 이상 11000000이하의 범위 내에 적어도 하나의 태그가 존재한다는 것을 의미한다.
충돌이 발생한 데이터 1X1X001X를 수신한 리더는, 충돌이 발생한 최상위 비트인 두 번째 비트를, 기존의 "1"에서 "0"으로 변환하여 재송신을 요청한다. 이 재송신 요청에 대해서는, 해당 요청을 만족하는 태그들인 tag1, tag2 및 tag3의 3개의 태그들이 응답한다. 리더는 이후 2번째 비트에 대한 재송신 요청과 3번째 태그에 대한 재송신 요청을 통해, 데이터의 충돌 없이 tag 3으로부터 데이터를 수신할 수 있게 된다. 즉, 리더는 반복적인 데이터의 재송신 요청을 통해 태그를 특정함으로써 충돌로 인한 데이터 전송 지연이 없이 데이터를 태그로부터 수신하게 된다.
도 3은 데이터의 비교 절차에 사용되는 이진트리 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 데이터의 비교 절차에 사용되는 질의트리 구조를 도시한 도면이다.
이들 트리구조들 역시 순차 비교를 통한 데이터의 특정을 위해 사용된다.
다음으로, 알로하 프로토콜의 알고리즘에 대해 설명하도록 한다.
슬롯 알로하(slotted ALOHA) 프로토콜의 경우, 리더가 태그들에게 프레임 크기와 슬롯 선택에 대한 정보를 브로드캐스트하면, 각 태그들은 프레임에서 자신이 사용할 슬롯을 선택한다. 이때, 하나의 슬롯에서 하나의 태그만이 데이터를 전송하면 해당 태그가 전송한 데이터는 리더에 수신되고 정상적으로 식별될 수 있다. 그러나 하나의 슬롯에서 복수의 태그들이 데이터를 전송하면 이들 태그들 간에서는 충돌이 발생한다. 태그들 간에 충돌이 발생하면, 리더는 다시 새로운 정보를 전송하여 태그가 슬롯을 선택하도록 한다.
도 5는 프레임의 크기가 고정되는 슬롯 알로하 프로토콜 적용 시의 프레임 할당의 일 예를 도시한 도면이고, 도 6은 프레임의 크기가 가변되는 동적 슬롯 알로하 프로토콜 적용 시의 프레임 할당의 일 예를 도시한 도면이다.
하나의 슬롯에서 복수의 태그가 데이터를 송신하는 경우에는 충돌이 발생되고, 하나의 슬롯에서 하나의 태그가 데이터를 송신하는 경우에는 충돌 없이 해당 태그가 송신한 데이터가 리더에 수신되어 식별된다.
도 5와 도 6에 보이는 바와 같이, 슬롯 알로하 프로토콜의 경우에는 하나의 프레임 내에 포함되는 슬롯의 수가 동일하지만, 동적(dynamic) 슬롯 알로하 프로토콜의 경우에는 하나의 프레임 내에 포함되는 슬롯의 경우가 가변된다.
슬롯 알로하 프로토콜에서는 고정 크기의 프레임을 설정하여 충돌 발생시 매번 동일한 크기의 프레임을 전달한다. 이때, 한 프레임에 들어가는 슬롯의 수 또한
그러나 동적 슬롯 알로하 프로토콜은 데이터의 충돌을 고려하여, 매 주기마다 프레임의 크기를 변화시킨다. 동적 슬롯 알로하 프로토콜은 충돌이 발생한 슬롯의 수가 기준 개수 이상이면 프레임의 크기를 증가시키고, 빈 슬롯의 수가 많아지면 프레임의 크기를 줄인다. 즉, 동적 슬롯 알로하 프로토콜은 충돌이 발생한 슬롯의 수가 기준 개수 이상이면 하나의 프레임 내에 포함되는 슬롯의 수를 증가시 키고, 빈 슬롯의 수가 많아지면 하나의 프레임 내에 포함되는 슬롯의 수를 감소시킨다.
동적 슬롯 알로하 프로토콜에서의 프레임 크기의 조정은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
각 라운드(round)에서 필요한 프레임의 크기 즉, 슬롯의 수는, 이전 라운드에서 각 프레임 슬롯으로부터 상향링크(uplink)로 전송되는 것과 충돌 발생 비율을 기반으로 계산될 수 있다. 각 슬롯에서의 충돌 발생 비율을 기준으로 프레임의 크기를 계산하는 과정은 다음과 같다. 먼저, 태그가 자신의 ID를 리더에게 전송하는 데 소요되는 지연시간 D=재전송 횟수*프레임 크기이다. 프레임 크기는 한 라운드가 진행되면 알 수 있다. 한 슬롯 동안에 태그가 ID를 성공적으로 전송할 확률(
Figure 112007081352358-pat00001
)은
Figure 112007081352358-pat00002
의 수학식으로 표현될 수 있다. 여기서, L은 프레임의 크기이다. 한 프레임에서의 전송확률(
Figure 112007081352358-pat00003
)은
Figure 112007081352358-pat00004
의 수학식으로 표현될 수 있다. 이들 수학식을 근거로 충돌을 반영한 최적의 프레임 크기를 유도하면,
Figure 112007081352358-pat00005
의 수학식으로 표현될 수 있다. 이때, 지연시간 D가 최소일 때 프레임 크기는 최적의 크기가 된다.
본 발명에서는 알로하 프로토콜과 이진 프로토콜을 혼합함으로써 두 프로토콜의 단점을 해소하여 태그의 인식 시 발생하는 충돌을 감소시키고 태그의 인식에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 충돌 방지 알고리즘을 제안한다.
알로하 방식이 가지는 단점은, 태그 간에 충돌이 발생하는 경우, 충돌이 발생한 태그가 송신한 데이터의 모든 비트에 대해 재전송을 요구한다는 점이다. 즉, 충돌이 발생한 비트만이 아니라, 정상적으로 인식된 비트들까지 재전송된다. 본 발명은 알로하 프로토콜에서 발생하는, 정상적으로 인식된 비트들에 대한 재전송 현상을 감소시키기 위해 알로하 프로토콜과 이진 프로토콜을 혼합한 충돌 방지 알고리즘을 제안한다. 이후 설명되는 충돌 방지 프로토콜은, 알로하 프로토콜과 이진 프로토콜을 혼합했다는 의미에서, 혼합형 충돌 방지 프로토콜(HFSA : Hybrid Framed Slotted ALOHA Anti-collision Protocol)이라 칭해질 수 있다.
본 발명에 따른 충돌 방지 프로토콜은, 태그의 충돌률에 따라 서로 다른 알고리즘을 적용함을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 충돌 방지 프로토콜은, 태그의 충돌률을 계산하여 태그의 충돌률이 기 설정된 기준값 미만인 경우에는 알로하 방식을 적용하고, 태그의 충돌률이 기 설정된 기준값 이상인 경우에는 이진 방식을 적용한다. 즉, 본 발명에 따른 충돌 방지 프로토콜은, 태그의 충돌률이 기 설정된 기준값 미만인 경우에는 슬롯 단위로 충돌이 발생한 데이터의 재전송을 수행하고, 태그의 충돌률이 기 설정된 기준값 이상인 경우에는 비트 단위로 충돌이 발생한 데이터의 재전송을 수행한다. 비트 단위의 재전송 수행 시에는 충돌이 발생한 비트만이 재전송된다. 알로하 방식을 적용할 것인지 이진 방식을 적용할 것인지를 결정하는 기준값은, 실험에 의해 미리 결정될 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 충돌 방지 알고리즘이 수행되는 과정들을, 첨부한 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 RFID 충돌 방지 알고리즘의 과정들을 도시하는 순서 흐름도이다.
먼저, 리더 내에서의 태그의 충돌 발생 여부가 식별되고, 그 식별 결과에 따라 프레임의 크기가 조정된다(700단계). 프레임의 크기가 조정된 후 충돌이 발생한 태그에 대한 재전송 요청(702단계)과, 재전송 요청에 대응한 태그 응답이 이루어진다(704단계). 700단계 내지 704단계는, 리더 내에서의 충돌률이 기 설정된 기준값 미만인 경우에 이루어진다. 즉, 리더 내에서의 충돌률이 기 설정된 기준값 미만인 경우, 동적 슬롯 알로하 방식에 의한 충돌 방지 알고리즘이 적용된다. 충돌률은 한 슬롯에 전달되는 총 비트수와 충돌 비트수의 비로 계산될 수 있다.
제 706단계에서는, 충돌률과 기준값의 비교가 이루어진다. 충돌률과 기준값의 비교는, 알로하 방식을 적용할 것인지 이진 방식을 적용할 것인지를 결정하기 위해 수행된다. 충돌률이 기준값 미만이면, 전술한 700단계 내지 704단계가 반복 수행되고, 충돌률이 기준값 이상이면 708단계 이하의 단계들이 수행된다. 708단계 이하의 단계들은 이진 방식을 적용하는 경우의 단계들이다. 이진 방식의 적용에 의해 슬롯 단위의 데이터 재전송이 아닌, 비트 단위의 데이터 재전송이 이루어진다.
708단계에서는 동적 슬롯 알로하 방식에 의한 프레임 크기의 계산이 중지되고, 710단계에서는 충돌이 발생한 데이터가 메모리에 저장된다. 저장 시에는 충돌이 발생된 비트가 표시되어 저장된다. 이후 리더는 메모리에 저장된 내용을 참조하여 충돌이 발생한 비트에 대해서만 재전송을 요청하고(712단계), 태그는 리더로부터의 요청에 대응하여 요청받은 비트만을 전송한다(714단계).
즉, 본 발명에 따른 충돌 방지 알고리즘이 적용되면, 충돌률이 기준값에 이르기 전에는 프레임의 크기가 조정되어 슬롯 단위의 재전송이 이루어지고, 충돌률이 기준값 이상이 되면 충돌이 발생한 비트에 대해서만 재전송이 이루어진다.
도 8은 본 발명에 따른 RFID 충돌 식별 과정을 도시한다.
도 8에는 프레임 n에서 충돌률이 기준값에 도달한 경우가 도시되어 있다. 프레임 n의 슬롯3에서 충돌이 발생하여 101X0X1X로 식별된다. 충돌이 발생한 "101X0X1X"라는 데이터는 메모리에 저장된다. 즉, 충돌이 발생한 데이터는, 충돌이 발생한 비트가 표시되어 메모리에 저장된다. 이후 저장된 데이터의 MSB 쪽의 첫 번째 충돌 비트로부터 순차적으로 충돌 비트의 재전송이 이루어진다.
전술한 본 발명에 따른 충돌 방지 프로토콜은 리더에 구비되는 RFID 태그의 충돌 방지 장치에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 RFID 태그의 충돌 방지 장치는, RFID 태그와의 무선신호 교환을 수행하는 무선부와, 자신의 영역 내에 위치하는 RFID 태그들로 인해 발생하는 충돌을 감지하고 그에 따른 충돌률을 계산하며, 상기 충돌률과 기 설정된 기준값과의 비교를 통해 상기 충돌률이 기준값 미만이면 알로하(Additive Links On-line Hawaii Area) 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하고, 상기 충돌률이 상기 기준값 이상이면 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하는 제어부와, 이진 방식의 프로토콜 적용 시에 태그로부터 수신한 데이터 중 충돌이 발생한 데이터에 대해 충돌 비트를 표시하여 저장하기 위한 메모리를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 충돌 방지 알고리즘은, 리더와 태그간의 데이터 송수신 시에 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 RFID 환경의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 충돌 비트에 대한 반복 요청을 수행하여 하나의 태그를 인식하는 과정을 도시한다.
도 3은 데이터의 비교 절차에 사용되는 이진트리 구조를 도시한다.
도 4는 데이터의 비교 절차에 사용되는 질의트리 구조를 도시한다.
도 5는 슬롯 알로하 프로토콜 적용 시의 프레임 할당의 일 예를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 프레임 할당의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 RFID 충돌 식별의 과정들을 도시하는 순서흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 RFID 충돌 식별 과정을 도시한다.

Claims (6)

  1. RFID 리더가 자신의 영역 내에 위치하는 복수의 RFID 태그들에 대한 식별 과정에서 발생하는 충돌을 방지하기 위해 사용하는 RFID 태그의 충돌 방지 장치에 있어서,
    RFID 태그와의 무선신호 교환을 수행하는 무선부; 와
    자신의 영역 내에 위치하는 RFID 태그들로 인해 발생하는 충돌을 감지하고 그에 따른 충돌률을 계산하며, 상기 충돌률과 기 설정된 기준값과의 비교를 통해 상기 충돌률이 기준값 미만이면 알로하(Additive Links On-line Hawaii Area) 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하고, 상기 충돌률이 상기 기준값 이상이면 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하는 제어부를 포함하는 것으로서,
    충돌률이 기준값에 이르기 전에는 상기 알로하 기반의 프로토콜을 사용하여 프레임의 크기가 조정되어 슬롯 단위의 재전송이 이루어지고, 충돌률이 기준값 이상이 되면 상기 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 충돌이 발생한 비트에 대해서만 재전송이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 충돌 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 프레임 상의 충돌 비트 수와 해당 프레임의 총 비트 수의 비교를 통해 상기 충돌률을 계산함을 특징으로 하는 RFID 태그의 충돌 방지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    이진 방식의 프로토콜 적용 시에 태그로부터 수신한 데이터 중 충돌이 발생 한 데이터에 대해 충돌 비트를 표시하여 저장하기 위한 메모리를 더 포함함을 특징으로 하는 RFID 태그의 충돌 방지 장치.
  4. 동일한 RFID 리더의 영역 내에 복수의 RFID 태그가 위치하는 경우에 발생하는 RFID 태그의 충돌을 방지하기 위한 RFID 태그의 충돌 방지 시스템에 있어서,
    자신의 영역 내에 위치하는 RFID 태그들로 인한 충돌률을 계산하고, 상기 충돌률과 기 설정된 기준값과의 비교를 통해 상기 충돌률이 상기 기준값 미만이면 알로하 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하고, 상기 충돌률이 상기 기준값 이상이면 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하는 RFID 리더; 와
    상기 RFID 리더가 상기 선택된 충돌 방지 프로토콜에 따른 식별신호를 송신하면, 상기 식별신호에 대응하여 상기 RFID 리더와의 무선신호 송수신을 수행하는 RFID 태그를 포함하는 것으로서,
    충돌률이 기준값에 이르기 전에는 상기 알로하 기반의 프로토콜을 사용하여 프레임의 크기가 조정되어 슬롯 단위의 재전송이 이루어지고, 충돌률이 기준값 이상이 되면 상기 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 충돌이 발생한 비트에 대해서만 재전송이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 충돌 방지 시스템.
  5. 복수의 RFID 태그들에 대한 식별 과정에서 발생하는 충돌을 방지하기 위한 RFID 태그의 충돌 방지 방법에 있어서,
    RFID 리더가 자신의 영역 내에 존재하는 RFID 태그들에 대한 충돌률을 계산하는 단계;
    상기 계산한 충돌률을 기 설정된 기준값과 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라, 상기 충돌률이 상기 기준값 미만이면 알로하 기반의 프로그램을 선택하고 상기 충돌률이 상기 기준값 이상이면 이진 기반의 프로토콜을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 프로토콜을 사용하여 상기 RFID 태그들에 대한 충돌 방지를 수행하는 단계를 포함하는 것으로서,
    충돌률이 기준값에 이르기 전에는 상기 알로하 기반의 프로토콜을 사용하여 프레임의 크기가 조정되어 슬롯 단위의 재전송이 이루어지고, 충돌률이 기준값 이상이 되면 상기 이진 기반의 프로토콜을 사용하여 충돌이 발생한 비트에 대해서만 재전송이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 충돌 방지 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 충돌률을 계산하는 단계에서의 충돌률 계산은, 프레임 상의 충돌 비트 수와 해당 프레임의 총 비트 수의 비교에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 RFID 태그의 충돌 방지 방법.
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