KR100932065B1 - 수동형을 지원하는 ｒｆｉｄ 센서 태그 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

수동형을 지원하는 RFID 센서 태그 및 그 동작 방법을 개시한다. 본 발명에 의한 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그는, 리더로부터 활성화 마스크를 수신하고, 상기 수신된 활성화 마스크를 메모리 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 분석 수단, 및 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일한 경우, 내장된 제1 전원 또는 상기 리더로부터의 신호를 통해 생성된 제2 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작하는 웨이크-업 수단을 포함한다.
전지 지원, 수동형, 반수동형, 태그, 리더, 센서, 센서 태그, 웨이크업

Description

수동형을 지원하는 ＲＦＩＤ 센서 태그 및 그 동작 방법{RFID SENSOR TAG SUPPORTING PASSIVE TAG AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 전지 지원형 무선 인식 태그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT 성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-106-03, 과제명: RFID/USN용 센서 태그 및 센서 노드 기술 개발].
일반적으로, 무선 인식 (Radio Frequency Identification) 기술은 각 사물에 태그를 부착하고, 사물의 고유 식별자 (ID: Identification)를 무선으로 인식하여, 해당 정보를 수집, 저장, 가공, 추적함으로써 사물에 대한 측위, 원격처리, 관리 및 사물간 정보교환의 서비스를 제공하는 기술이다. 이러한 기술은 기존의 바코드를 대체하여 자재 관리 및 유통뿐만 아니라, 보안 등의 다양한 분야에 적용됨으로써, 새로운 시장을 형성할 것으로 예상된다. 아울러, 최근에는 주변 환경 정보를 감지하고 저장하는 무선 인식 기술이 시장에서 요구되고 있는 추세이다.
이에 전지 지원형 무선 인식 태그라는 것이 개발되어 있다. 이는 일명, 반 수동형 센서 태그라고도 하며 기존의 수동형 태그와 달리 자체 전원을 구비함으로써 태그-리더간 통신 외에 이러한 전원을 통한 주변 환경 정보의 수집 및 처리 등의 기능을 수행하는 것이다. 즉, 전지 지원형 무선 인식 태그는 리더와의 통신에서는 수동형의 역산란(backscattering) 방식을 취하고, 주변 환경 정보의 센싱 기능을 위해서는 자체 구비된 배터리를 주전원으로 사용하는 것이다.
그런데, 기존의 전지 지원형 무선 인식 태그는 대기 모드로 동작 시 완전하게 수동형 태그로 동작하지 않는다. 다시 말해, 기존의 전지 지원형 무선 인식 태그는 칩이 구동하기 충분하지 못한 양을 배터리가 가지고 있을 경우에만 수동형 태그로 동작한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 대기 모드에서는 리더로부터 공급되는 전력으로 동작하고, 활성화 모드에서는 자체 전력 또는 리더로부터 받아 생성된 전력으로 동작할 수 있는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 동작 모드에 따라 전력 공급원을 달리 선택함으로써, 전력 소모를 최소화할 수 있는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그 및 그 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그는, 리더로부터 활성화 마스크를 수신하고, 상기 수신된 활성화 마스크를 메모리 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 분석 수단; 및 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일한 경우, 내장된 제1 전원 또는 상기 리더로부터의 신호를 통해 생성된 제2 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작하는 웨이크-업 수단을 포함한다.
상기 웨이크-업 수단은, 상기 리더로부터 상기 활성화 마스크를 수신하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 대기 모드로 동작하거나, 또는 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 대기 모드로 동작할 수 있다.
상기 웨이크-업 수단은, 상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 크거나 같은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작할 수 있다.
상기 웨이크-업 수단은, 상기 제2 전원의 레벨이 상기 선정된 전원 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작할 수 있다.
상기 분석 수단은, 상기 메모리 내의 활성화 코드를 상기 웨이크-업 수단 내의 레지스터에 복사하고, 상기 활성화 마스크를 상기 레지스터에 복사된 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그는, 선정된 주기 단위로 출력되는 신호를 통해, 상기 웨이크-업 수단을 상기 활성화 모드로 동작시키는 리얼 타임 제어 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그는, 상기 활성화 모드 동작 시, 상기 제1 전원 또는 상기 제2 전원을 이용하여 주변의 환경 정보를 센싱하는 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법은, 리더로부터 활성화 마스크를 수신하는 단계; 상기 수신된 활성화 마스크를 메 모리 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 단계; 및 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일한 경우, 내장된 제1 전원 또는 상기 리더로부터의 신호를 통해 생성된 제2 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법은, 상기 리더로부터 상기 활성화 마스크를 수신하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 대기 모드로 동작하는 단계; 또는 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 대기 모드로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
활성화 모드로 동작하는 상기 단계는, 상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 크거나 같은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작하는 단계를 포함할 수 있다.
활성화 모드로 동작하는 상기 단계는, 상기 제2 전원의 레벨이 상기 선정된 전원 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작할 수 있다.
동일성 여부를 분석하는 상기 단계는, 상기 메모리 내의 활성화 코드를 상기 웨이크-업 수단 내의 레지스터에 복사하는 단계; 및 상기 활성화 마스크를 상기 레지스터에 복사된 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법은, 선정된 주기 단위로 출력되는 신호를 통해, 상기 웨이크-업 수단을 상기 활성화 모드로 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법은, 상기 활성화 모드 동작 시, 상기 제1 전원 또는 상기 제2 전원을 이용하여 주변의 환경 정보를 센싱하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 대기 모드에서는 리더로부터 공급되는 전력으로 동작하고, 활성화 모드에서는 자체 전력 또는 리더로부터 받아 생성된 전력으로 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 동작 모드에 따라 전력 공급원을 달리 선택함 으로써, 전력 소모를 최소화할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그 및 그 동작 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 모드에 대해 간략하게 설명한다.
1) 모드 설명
RFID 센서 태그에 부착된 전지의 수명은 제한적이다. 그러므로, 상기 RFID 센서 태그는 전지의 수명을 늘리기 위하여 대기 모드(hibernate mode or sleep mode)와 활성화 모드(activation mode)의 두 가지 상태를 가지고 동작한다.
2) 대기 모드 설명
대기 모드라 함은 상기 RFID 센서 태그용 리더로부터 활성화 마스크(activation mask)가 포함된 활성화 명령(activation command)을 받아 태그 내에 미리 저장된 활성화 코드(activation code)와 비교하는 모드이다. 이와 동시에, 상기 대기 모드는 상기 RFID 센서 태그를, 수동형 리더와 통신할 수 있는 수동형 태그로도 동작시킨다. 상기 대기 모드에서는 태그 칩의 전력 소모를 최소화해야 내장된 전지의 수명을 최대로 이끌 수 있다.
3) 활성화 모드 설명
상기 RFID 센서 태그는 상기 리더에서 보내게 되는 활성화 마스크에 대응되는 활성화 코드를 가지고, 태그 칩 전체가 활성화되면서 내장된 전지를 주 전원으 로 사용한다. 하지만, 상기 RFID 센서 태그는 상기 리더로부터의 RF 신호에 의해 생성된 전력이 상기 태그 칩을 구동하기에 충분한 경우에는 상기 RF 신호를 이용하기도 한다. 이는 내장된 전지의 전력 소모를 최소화하는 데에 도움을 준다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그는 분석 수단(110), 웨이크-업 수단(120), 리얼 타임 제어 수단(130), 센서(140), 및 제어 수단(150)을 포함할 수 있다.
분석 수단(110)은 리더로부터 활성화 마스크를 수신하고, 상기 수신된 활성화 마스크를 메모리 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석할 수 있다.
이때, 분석 수단(110)은 상기 메모리 내의 활성화 코드를 상기 웨이크-업 수단 내의 레지스터에 복사할 수 있다. 그리고, 분석 수단(110)은 상기 활성화 마스크를 상기 레지스터에 복사된 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석할 수 있다.
이에 따라, 분석 수단(110)은 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 비교를 위해, 매번 상기 메모리에 접근하지 않아도 되므로, 저전력으로 상기 비교 연산을 수행할 수 있다.
웨이크-업 수단(120)은 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일한 경우, 내장된 제1 전원(배터리) 또는 상기 리더 로부터의 신호를 통해 생성된 제2 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작할 수 있다.
반면에, 웨이크-업 수단(120)은 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 대기 모드로 동작할 수 있다. 또 달리, 웨이크-업 수단(120)은 상기 리더로부터 상기 활성화 마스크를 수신하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 대기 모드로 동작할 수 있다.
이때, 웨이크-업 수단(120)은 상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 크거나 같은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작할 수 있다. 또 달리, 웨이크-업 수단(120)은 상기 제2 전원의 레벨이 상기 선정된 전원 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작할 수 있다.
리얼 타임 제어 수단(130)은 선정된 주기 단위로 출력되는 신호를 통해, 웨이크-업 수단(120)을 상기 활성화 모드로 동작시킬 수 있다. 즉, 리얼 타임 제어 수단(130)은 상기 리더로부터 전달되는 전력으로 웨이크-업 수단(120)의 구동 가능 여부를 판단할 수 있는 POR(Power On Reset) 신호를 선정된 주기 단위로 발생시키고, 상기 발생된 POR 신호를 통해 웨이크-업 수단(120)을 상기 활성화 모드로 동작시킬 수 있다.
센서(140)는 상기 활성화 모드 동작 시, 상기 제1 전원 또는 상기 제2 전원을 이용하여 주변의 환경 정보를 센싱할 수 있다. 여기서, 센서(140)는 온도 센서, 습도 센서, 화학 센서 등을 포함할 수 있다. 센서(140)는 상기 센싱된 주변의 환경 정보를 상기 메모리에 전달할 수 있다. 상기 메모리는 상기 전달된 주변의 환경 정보를 저장할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 센서 태그는 상기 리더로부터 태그 주변 환경 정보에 대한 요청을 수신하는 경우, 상기 메모리에 저장된 주변 환경 정보를 상기 리더로 전송할 수 있다.
제어 수단(150)은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 센서 태그를 전반적으로 제어할 수 있다. 즉, 제어 수단(150)은 분석 수단(110), 웨이크-업 수단(120), 리얼 타임 제어 수단(130), 센서(140) 등을 포함하는 RFID 센서 태그의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 설계된 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 일례를 도시한 블록도이다. 또한, 도 3은 도 2의 아날로그부를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2의 디지털부를 도시한 도면이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 상기 RFID 태그는 아날로그부(210), 디지털부(220), 메모리(230), 센서(240), 및 배터리(250)를 포함할 수 있다.
아날로그부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 태그 전체의 전력 생성 및 공급을 관리하며, 여러 클락을 발생시키고, 리더와의 통신을 위해 변/복조를 한다. 대기 상태에서 항상 동작해야 하는 웨이크-업 모듈(도 4의 410) 및 RTC(도 4의 420)를 위한 전원(Power_Bat) 및 저주파 클락(LF clock) 신호는 아날로그부(210)로부터 항상 공급된다.
상기 RFID 센서 태그는 수동형 리더와 통신이 가능하도록 독립적인 수동형 태그의 아날로그 회로들을 포함한다. 상기 RFID 센서 태그는 활성화 상태에서는 내장된 전원(배터리(250))과 리더의 RF 신호를 바탕으로 생성된 전원을 적절히 사용하여 내장된 전지의 수명을 최대로 연장시킨다.
아날로그부(210)의 자세한 부분별 동작은 다음과 같다. 참고로, 최대값 선택기(MAX selector)(301)를 기준으로 윗부분은 대기 모드를 위한 모듈이고, 아래 부분은 수동형 태그 동작을 위한 모듈이다. 또한, 전원은 굵은 선으로 표현하였고, 신호는 가는 선으로 표현하였다.
기준 전압 발생기(bias generator I)(302)는 내장된 전지(배터리(250))를 통해 바로 기준전압을 형성한다. 정전압 발생기(regulator I)(303)는 안정된 전원을 위해 존재한다. 기준 전압 발생기(302) 및 정전압 발생기(303)는 웨이크-업 모듈 및 RTC를 구동시키기 위한 저주파 클락을 생성한다. 웨이크-업 모듈 및 RTC의 전원 (Power_Bat)은 정전압 발생기(303)에서 생성된다.
오어 게이트(OR gate)(304)는 디지털부(220)로부터 웨이크-업 인에이블(Wakeup_enable) 신호 또는 RTC 트리거(trigger) 신호를 입력받아, 둘 중 하나가 하이(high)인 경우, 하이 값을 출력한다. 여기서, 상기 웨이크-업 인에이블 또는 RTC 트리거 신호가 하이가 된다는 것은 활성화 상태를 의미한다.
상기 웨이크-업 인에이블 또는 RTC 트리거 신호가 하이가 되면, 스위치 1(305)은 온(on) 되고 스위치 2(306)는 오프(off) 된다. 반면에, 상기 웨이크-업 인에이블 또는 RTC 트리거 신호가 로우(low)가 되면 스위치 1(305)은 오프(off) 되고, 스위치 2(306)는 온(on) 된다.
즉, 도 4의 웨이크-업 모듈(410)은 안테나(Antenna)를 통해 리더로부터 수신되는 활성화 마스크가 활성화 코드에 매칭되는 경우, 하이(high) 값을 갖는 웨이크-업 인에이블(wakeup_enable) 신호를 발생하게 된다. 또한, 도 4의 RTC(420)는 미리 정해진 주기 즉, 지정된 시간에 센서의 데이터를 처리하기 위해 미리 정해진 주기마다 하이(high) 값을 갖는 RTC 트리거(RTC_trigger) 신호를 발생하게 된다. 상기 웨이크-업 인에이블 신호 또는 상기 RTC 트리거 신호 중 하나라도 하이(high)가 되는 경우, 스위치 1(305)은 온(on)이 된다.
이에 따라, 아날로그부(210)는 내장된 전지(배터리(250)) 또는 리더로부터의 생성 전력에 의해 동작을 하게 되고, 센서(240)의 데이터를 처리한다든지 메모리(230)와 신호처리 등이 가능해진다.
복조기(demodulator)(307)는 리더로부터 충분한 전력을 공급받지 못하는 상황에서도 활성화 마스크를 받아야 하므로, 내장된 전지로부터 구동 전원을 공급받아 항상 동작을 하게 된다. 하지만, 복조기(307)는 리더로부터 칩을 구동시키기에 충분한 전력을 공급받을 수 있는 상황일 경우, 내장된 전지에 의해 동작할 필요는 없다. 즉, 복조기(307)는 배터리(250)의 전력 또는 리더의 전력에 의해 전원을 공급받도록 설계될 수 있다.
POR(Power On Reset)(308)은 리더로부터 전달되는 전력으로 칩을 구동할 수 있는지 여부를 가늠할 수 있는 POR 신호를 발생하는 역할을 한다. 즉, POR(308)은 상기 POR 신호를 이용하여 리더로부터의 전력 또는 배터리(250)의 전력 중 하나가 복조기(307)의 전원으로서 결정되도록 할 수 있다.
참고로, 도 2를 보면 동그라미로 표시된 지점을 볼 수 있는데, 이 중에서 하나는 내장된 배터리(250)와 복조기(307) 사이의 전원 경로이고, 다른 하나는 리더와 복조기(307) 사이의 전원 경로를 나타낸다. 이러한 전원 경로에 의해 POR(308)에서 발생되는 신호가 로우(low)이면, 내장된 전지(250)와 연결된 정전압 발생기(303) 및 기준 전압 발생기(302)에 의한 전원(굵은 선) 및 기준 전압(가는 선)이 복조기(307)로 공급된다. 반면, POR(308)에서 발생되는 신호가 하이(high)이면, 스위치 2(306)와 연결된 정전압 발생기(Regulator II)(309) 및 기준 전압 발생기(Bias Generator II)(310)에 의한 전원 및 기준 전압이 복조기(307)로 공급된다.
다시 말해서, POR(308) 신호가 하이(high)가 되면 리더로부터의 RF 신호로도 복조기(307)는 동작할 수 있다. 따라서, 복조기(307)의 구동을 위해 내장된 전지(250)는 사용될 필요가 없다. 또한, POR(308) 신호가 로우(low)이면 복조기(307)를 동작시키기에 RF 신호가 부족함을 의미하므로, 복조기(307)는 내장된 전지(250)를 이용하여 동작할 수 있다.
전원 감지기(power detector)(311)는 내장된 전원(250)이 기준 전압 (threshold level) 이하로 감소한 경우 로우(low) 신호를 발생시킨다. 여기서, 신호의 명칭은 ‘Bat_dec’이고, 이 신호는 도 4의 웨이크-업 모듈(410)로 인가된다. 상기 Bat_dec 신호는 센서(240)의 데이터를 처리하는 과정을 정지시키는데 이용된다.
최대값 선택기(301)의 밑 부분에 위치한 수동형 동작을 위한 모듈은 기존의 수동형 태그 칩의 아날로그부과 동일하다. 따라서, 본 명세서에서는 이에 대한 설 명은 생략하기로 한다.
Power_ch [2:0]이라 하여 정전압 발생기(regulator II)에서 생성한 전원들은 총 3가지로 연결 라인으로 형성된다. 이와 같이 상기 전원들을 형성하는 이유는 이와 연결된 디지털부(220)의 전원 공급을 상황에 맞게, 상기 전원들(Power_ch [2:0])이 선택되도록 하기 위함이다. 이에 따라, 상기 RFID 태그는 정적 전력(static power)의 손실을 최소화할 수 있다.
좀 더 자세한 설명을 위해 도 3을 대기 모드 및 활성화 모드로 동작하는 경우로 나누어 설명한다.
먼저, 아날로그부가 대기 모드에 있을 경우에 대해 설명하면 다음과 같다.
1. 웨이크-업 인에이블(Wakeup_enable) 신호 또는 RTC 트리거(RTC_trigger) 신호 모두 로우(low)가 되어 스위치 2(306)가 온(on) 되고 스위치 1(305)은 오프(off) 된다. 수동형 태그를 위한 아날로그부(210) 및 디지털부(220)는 오직 리더로부터 생성되는 전력에 의해서만 동작을 한다.
2. 복조기(307)의 전원 및 기준 전압은 앞서 설명한 바와 같이 POR(308)에 의해 두 가지의 경로에서 선택된다.
3. 디지털부(220)의 웨이크-업 모듈 또는 RTC로 들어가는 것은 Power_Bat이라는 전원, 저주파 클럭, Bat_dec라는 전원 감지 신호이다. 디지털부(220)의 웨이크-업 모듈 또는 RTC는 상기 전원, 저주파 클락, 전원 감지 신호를 공급 받고, 다른 모듈들과 별도로 언제나 안정적으로 동작한다.
4. 최대값 선택기(301) 아래 부분의 수동형 태그를 위한 아날로그부(210)는 구조적으로 기존의 수동형 태그 칩과 동일하다. 동작을 위한 전원도 리더로부터의 RF 신호를 통해 생성된다.
다음으로, 아날로그부가 활성화 모드에 있을 경우에 대해 설명하면 다음과 같다.
1. 웨이크-업 인에이블(Wakeup_enable) 신호 또는 RTC 트리거(RTC_trigger) 신호 중 어느 하나라도 하이(high)가 되는 경우이므로, 스위치 1(305)이 온 되고 스위치 2(306)는 오프 된다.
2. 내장된 전지(250)를 통해 전체 칩이 동작한다. 하지만, 리더로부터 칩을 동작시키기에 충분한 RF 신호가 인가되는 경우에는 상기 RF 신호를 이용한다.
3. 복조기(307)의 전원 및 기준전압은 항상 정전압 발생기(Regulator II)(209) 및 기준 전압 발생기(Bias Generator II)(310)를 통해 인가된다. 왜냐하면, 최대값 선택기(301) 밑부분의 수동형 태그용 아날로그부(210)는 스위치 1(305)을 통해 언제나 전원이 연결되기 때문이다.
4. 디지털부(220)의 웨이크-업 모듈 또는 RTC로 들어가는 것은 Power_Bat이라는 전원, 저주파 클락, Bat_dec라는 전원 감지 신호이다. 디지털부(220)의 웨이크-업 모듈 또는 RTC는 상기 전원, 저주파 클락, 전원 감지 신호를 공급 받고, 다른 모듈들과 별도로 언제나 안정적으로 동작한다.
디지털부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 아날로그부(210)로부터 전원을 공급받아 동작한다. 디지털부(220)는 웨이크-업 모듈(Wakeup)(410), RTC(420), 명령어 처리기(430), 센서 제어기(Sensor Controller)(440), 메모리 제어기(Memory Controller)(450), 및 클락 제어기(Clock Controller)(460)를 포함할 수 있다.
여기서, 웨이크-업 모듈(410) 외의 모든 모듈들은 각기 사용되는 시기가 개별적이어서 전원 공급을 필요한 시기에만 아날로그부(210)로부터 전달받아 동작한다. 따라서, 디지털부(220)는 내장된 전지(250)의 수명을 연장할 수 있다.
내장을 위해 전지를 일단 부착하면, 웹이크-업 모듈(410)은 메모리 제어기(450)를 일시적으로 활성화시켜 메모리(230)에 저장된 활성화 코드를 웨이크-업 모듈(410) 내의 저전력으로 구동 가능한 레지스터에 복사한다.
웨이크-업 모듈(410)은 명령어 처리기(430)의 디코더(431)와 달리 별도의 디코더를 두어, 리더로부터 수신되는 활성화 마스크를 디코딩하는 역할을 수행한다. 또한, 웨이크-업 모듈(410)은 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 매칭 여부를 처리하는 역할을 한다.
즉, 웨이크-업 모듈(410)은 도 1의 분석 수단(110) 및 웨이크-업 수단(120)을 포함할 수 있다.
분석 수단은 리더로부터 활성화 마스크를 수신하고, 상기 수신된 활성화 마스크를 상기 레지스터 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석할 수 있다.
웨이크-업 수단은 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일한 경우, 배터리(250) 또는 상기 리더로부터의 RF 신호를 통해 생성된 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작할 수 있다.
반면에, 웨이크-업 수단은 상기 분석 결과, 상기 활성화 마스크와 상기 활 성화 코드가 동일하지 않은 경우, 상기 리더로부터 공급된 전원을 이용하여 대기 모드로 동작할 수 있다. 또 달리, 웨이크-업 수단은 상기 리더로부터 상기 활성화 마스크를 수신하지 않은 경우, 상기 리더로부터 공급된 전원을 이용하여 대기 모드로 동작할 수 있다.
이때, 웨이크-업 수단은 상기 리더로부터 공급된 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 크거나 같은 경우, 상기 리더로부터 공급된 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작할 수 있다. 또 달리, 웨이크-업 수단은 상기 리더로부터 공급된 전원의 레벨이 상기 선정된 전원 레벨보다 작은 경우, 배터리(250)를 이용하여 활성화 모드로 동작할 수 있다.
또한, 웨이크-업 수단은 상기 활성화 모드로 동작 시, 칩 전체에 웨이크-업 인에이블(wakeup_enable) 신호를 보내 칩이 활성화 상태임을 통보한다.
RTC(420)는 선정된 주기 단위로 RTC 트리거(RTC_trigger) 신호를 발생시킨다. 상기 발생된 RTC 트리거(RTC_trigger) 신호는 지정된 시간에 센서(240)의 데이터를 처리하도록 미리 일정이 확정되어있는 경우에 하이(high)가 된다.
명령어 처리기(430)는 디코더(decoder)(431), 분석기(analyzer)(432), 실행기(executor)(433), 응답기(replycomposer)(434), 및 인코더(encoder)(435)를 포함한다. 명령어 처리기(430)는 기존의 수동형태그의 명령어와, 센서 정보를 처리하는 명령어를 처리한다.
센서 제어기(440)는 센서(240)의 데이터를 처리한다.
메모리 제어기(450)는 센서 제어기(440)에 의해 처리된 데이터(센서 정보)를 메모리(230)에 저장하는 등 메모리(230)를 관리하는 역할을 한다.
클락 제어기(460)는 웨이크-업 모듈(410) 및 RTC(420)에 저주파 클락을 제공하고, 웨이크-업 모듈(410) 및 RTC(420) 이외의 구성 요소에 고주파 클락 (HF clock)을 제공한다. 하지만, 각 모듈별로 다른 클락들이 필요하므로, 클락 제어기(460)는 상기 각 모듈들에게 전달되는 클락을 관리 및 제어할 수 있다.
참고로, 동그라미로 표시된 부분은 정적 전력 소모를 줄이기 위한 스위치들이다. 연결된 가는 선 신호가 하이(high)가 되면 상기 스위치들은 온 되고, 로우(low)이면 상기 스위치들은 오프 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 단계(S510)에서 분석 수단(110)은 리더로부터 활성화 마스크를 수신할 수 있다.
다음으로, 단계(S520)에서, 분석 수단(110)은 상기 수신된 활성화 마스크를 메모리 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석할 수 있다.
이때, 분석 수단(110)은 상기 메모리 내의 활성화 코드를 상기 웨이크-업 수단 내의 레지스터에 복사할 수 있다. 그리고, 분석 수단(110)은 상기 활성화 마스크를 상기 레지스터에 복사된 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석할 수 있다.
상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코 드가 동일한 경우(S530의 YES 방향), 단계(S540)에서 웨이크-업 수단(120)은 내장된 제1 전원(배터리) 또는 상기 리더로부터의 신호를 통해 생성된 제2 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작할 수 있다.
반면에, 상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일하지 않은 경우(S530의 NO 방향), 단계(S550)에서 웨이크-업 수단(120)은 상기 제2 전원을 이용하여 상기 대기 모드로 동작할 수 있다. 또 달리, 웨이크-업 수단(120)은 상기 리더로부터 상기 활성화 마스크를 수신하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 대기 모드로 동작할 수 있다.
이때, 웨이크-업 수단(120)은 상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 크거나 같은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작할 수 있다. 또 달리, 웨이크-업 수단(120)은 상기 제2 전원의 레벨이 상기 선정된 전원 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작할 수 있다.
한편, 리얼 타임 제어 수단(130)은 선정된 주기 단위로 출력되는 신호를 통해, 웨이크-업 수단(120)을 상기 활성화 모드로 동작시킬 수 있다. 즉, 리얼 타임 제어 수단(130)은 상기 리더로부터 전달되는 전력으로 웨이크-업 수단(120)의 구동 가능 여부를 판단할 수 있는 POR(Power On Reset) 신호를 선정된 주기 단위로 발생시키고, 상기 발생된 POR 신호를 통해 웨이크-업 수단(120)을 상기 활성화 모드로 동작시킬 수 있다.
센서(140)는 상기 활성화 모드 동작 시, 상기 제1 전원 또는 상기 제2 전원 을 이용하여 주변의 환경 정보를 센싱할 수 있다. 여기서, 센서(140)는 온도 센서, 습도 센서, 화학 센서 등을 포함할 수 있다. 센서(140)는 상기 센싱된 주변의 환경 정보를 상기 메모리에 전달할 수 있다. 상기 메모리는 상기 전달된 주변의 환경 정보를 저장할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 센서 태그는 상기 리더로부터 태그 주변 환경 정보에 대한 요청을 수신하는 경우, 상기 메모리에 저장된 주변 환경 정보를 상기 리더로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명 의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 설계된 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 일례를 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 아날로그부를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 디지털부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 분석 수단
120: 웨이크-업 수단
130: 리얼 타임 제어 수단
140: 센서
150: 제어 수단

Claims (14)

  1. 리더로부터 활성화 마스크를 수신하고, 상기 수신된 활성화 마스크를 메모리 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 분석 수단; 및
    상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일한 경우, 내장된 제1 전원 또는 상기 리더로부터의 신호를 통해 생성된 제2 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작하는 웨이크-업 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이크-업 수단은,
    상기 리더로부터 상기 활성화 마스크를 수신하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 대기 모드로 동작하거나, 또는
    상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 대기 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 웨이크-업 수단은,
    상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 크거나 같은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이크-업 수단은,
    상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분석 수단은,
    상기 메모리 내의 활성화 코드를 상기 웨이크-업 수단 내의 레지스터에 복사하고, 상기 활성화 마스크를 상기 레지스터에 복사된 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그.
  6. 제1항에 있어서,
    선정된 주기 단위로 출력되는 신호를 통해, 상기 웨이크-업 수단을 상기 활성화 모드로 동작시키는 리얼 타임 제어 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 활성화 모드 동작 시, 상기 제1 전원 또는 상기 제2 전원을 이용하여 주변의 환경 정보를 센싱하는 센서
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그.
  8. 리더로부터 활성화 마스크를 수신하는 단계;
    상기 수신된 활성화 마스크를 메모리 내의 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 단계; 및
    상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코드가 동일한 경우, 내장된 제1 전원 또는 상기 리더로부터의 신호를 통해 생성된 제2 전원을 이용하여 활성화 모드로 동작하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 리더로부터 상기 활성화 마스크를 수신하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 대기 모드로 동작하는 단계; 또는
    상기 분석 결과, 상기 수신된 활성화 마스크와 상기 메모리 내의 활성화 코 드가 동일하지 않은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 대기 모드로 동작하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    활성화 모드로 동작하는 상기 단계는,
    상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 크거나 같은 경우, 상기 제2 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    활성화 모드로 동작하는 상기 단계는,
    상기 제2 전원의 레벨이 선정된 전원 레벨보다 작은 경우, 상기 제1 전원을 이용하여 상기 활성화 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    동일성 여부를 분석하는 상기 단계는,
    상기 메모리 내의 활성화 코드를 웨이크-업 수단 내의 레지스터에 복사하는 단계; 및
    상기 활성화 마스크를 상기 레지스터에 복사된 활성화 코드와 비교하여, 상기 활성화 마스크 및 상기 활성화 코드 간의 동일성 여부를 분석하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    선정된 주기 단위로 출력되는 신호를 통해, 웨이크-업 수단을 상기 활성화 모드로 동작시키는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 활성화 모드 동작 시, 상기 제1 전원 또는 상기 제2 전원을 이용하여 주변의 환경 정보를 센싱하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형을 지원하는 RFID 센서 태그의 동작 방법.
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