KR100964890B1 - Ｕｓｎ 기반 ｒｆｉｄ 기술을 이용한 위치 추적판단 시스템 - Google Patents

Ｕｓｎ 기반 ｒｆｉｄ 기술을 이용한 위치 추적판단 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 능동형(Active) RFID 기술을 이용하여 대상물의 위치를 추적정보를 발생하고 이를 USN 네트워크와 결합하여 보다 안정적이고 효율적인 위치 인식 서비스를 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치추적판단 시스템은, 일정위치에 설치되어 방범방재 감지신호를 발생하는 복수 개의 센서; 일정위치에 소재한 위치 추적 대상물을 식별할 수 있는 신호를 발생하도록 구성된 복수 개의 RFID 태그; 상기 복수 개의 센서로부터 전송되어 오는 감지신호 및 RFID 태그로부터의 위치정보신호를 각각 수신받아 처리하도록 복수 개의 센서 및 RFID 태그에 대응하여 구성된 복수 개의 USN 센서노드; 상기 복수 개의 USN 센서노드로부터 전송되어 오는 신호들을 각각 처리하여 감지정보 및 위치정보를 생성하도록, 상기 USN 센서노드로부터 전송되어 오는 감지신호 및 위치정보신호를 RF 신호로 수신받아 처리하는 RF/USN 모듈과, 상기 RF/USN 모듈에서 처리된 센서의 감지정보 및 RFID 태그의 위치정보신호를 구분하여 처리하는 MCU와, 상기 MCU에서 처리된 감지정보 및 위치정보를 선택적으로 WiFi 혹은 Ethernet 인터넷 전송로를 통해 서버에 전송하는 인터넷 인터페이스 모듈로 구성된 USN 게이트웨이; 및 상기 USN 게이트웨이로부터 전송되는 감지정보 및 위치정보를 수신받아 처리하여 방범방재 상황 및 위치 추적 대상물의 위치를 판단하는 서버로 구성된다.
USN, RFID, 위치, 서버

Description

ＵＳＮ 기반 ＲＦＩＤ 기술을 이용한 위치 추적판단 시스템{Position tracing judgment system using RFID based on USN}
본 발명은 능동형(Active) RFID 기술을 이용하여 대상물의 위치정보신호를 방생하고 이를 USN 네트워크와 결합하여 보다 안정적이고 효율적인 위치 인식 서비스를 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 Non-IP/IP 기반 USN 서비스와 Active RFID 를 이용한 위치 추적 서비스가 가능하며 향후 RFID의 기본 기능인 물류 관리 등 다양한 분야에도 적용이 가능하다.
또한 제품의 확장성과 설치의 용이성을 고려한 구조로 최대 255개까지의 USN 센서노드 설치가 가능하며 능동형 RFID를 이용한 위치추적을 위하여 최대 10,000개 이상의 RFID 태그를 이용하여 동시에 위치 추적이 가능하며 USN 모듈과 RFID 리더모듈이 분리된 구조로 상호 독립적으로 동작이 가능하도록 구성되어 다양한 분야에서 응용이 가능하다.
종래 위치 추적판단 기술은 RFID를 이용하는 경우 수동형(Passive) RFID 태그로부터 위치 정보를 RFID 리더가 수신받아 WiFi나 Ethernet을 통해 서버로 전송하여 위치를 인식하는 기술이었다.
구체적인 종래 기술을 도 1에 도시된 수동형 RFID 태그를 이용한 위치 추적 시스템을 토대로 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 위치 추적판단 시스템은 복수 개의 수동형 RFID 태그(1)로부터 전송되어 오는 신호를 1:1로 대응하여 구성된 RFID 노드(2)의 RFID 리더모듈(2b)에서 수신받아 처리한 후 WiFi 혹은 Ethernet(2a)을 통해 서버(4)로 전송하면 서버(4)에서 알고리즘에 따라 위치 판단을 행하도록 한다.
이러한 종래 기술은 수동형 RFID 태그(1)를 이용하므로 RFID 태그 특성상 근거리 위치만 추적이 가능하다.
이러한 단점을 해소하기 위한 방편으로 수동형 RFID 기술과 능동형 RFID 기술을 병용하여 위치 추적을 수행하고 해당 위치 정보를 WiFi, Ethernet의 전송로를 이용하여 인터넷을 통해 서버로 전송하는 방법이 있긴 하나, 전송로의 특성상 설치가 복잡하고 제품의 단가가 높아지는 단점이 있다.
또한 상기 WiFi, Ethernet 전송로는 특성상 신호 전송 거리가 제한적이며 멀티홉이 지원되지 않으므로 위치 추적 서비스 지원을 위해서는 다수의 제품을 설치해야 하는 단점이 있으며 다양한 네트워크 토폴로지 환경을 지원하기 어려운 점이 있으므로 경제적인 측면에서도 불리하다.
또한 제품의 확장성에 있어서도 종래 수동형 RFID 태그를 이용한 위치추적 시스템은 단순히 위치추적 서비스만 제공하고 있을 뿐 이러한 기술을 적절하게 응용한 기술이 개시되어 있지 않다.
본 발명은 종래 위치 추적판단시스템에 수반되는 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 위치 추적판단 신호의 전송망을 IEEE 802.15.4 기반의 USN 망을 사용하여 원거리 위치 추적이 가능할 뿐만 아니라, 원가절감이 가능한 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치 추적판단 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 RFID를 이용한 위치 추적판단 서비스뿐만 아니라, 다양한 센서를 결합한 USN 서비스도 동시에 가능토록 한 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치 추적판단 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치추적판단 시스템은, 일정위치에 설치되어 방범방재 감지신호를 발생하는 복수 개의 센서; 일정위치에 소재한 위치 추적 대상물을 식별할 수 있는 신호를 발생하도록 구성된 복수 개의 RFID 태그; 상기 복수 개의 센서로부터 전송되어 오는 감지신호 및 RFID 태그로부터의 위치정보신호를 각각 수신받아 처리하도록 복수 개의 센서 및 RFID 태그에 대응하여 구성된 복수 개의 USN 센서노드; 상기 복수 개의 USN 센서노드로부터 전송되어 오는 신호들을 각각 처리하여 감지정보 및 위치정보를 생성하도록, 상기 USN 센서노드로부터 전송되어 오는 감지신호 및 위치정보신호를 RF 신호로 수신받아 처리하는 RF/USN 모듈과, 상기 RF/USN 모듈에서 처리된 센서의 감지정보 및 RFID 태그의 위치정보신호를 구분하여 처리하는 MCU와, 상기 MCU에서 처리된 감지정보 및 위치정보를 선택적으로 WiFi 혹은 Ethernet 인터넷 전송로를 통해 서버에 전송하는 인터넷 인터페이스 모듈로 구성된 USN 게이트웨이; 및 상기 USN 게이트웨이로부터 전송되는 감지정보 및 위치정보를 수신받아 처리하여 방범방재 상황 및 위치 추적 대상물의 위치를 판단하는 서버로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 USN 센서노드는 상기 센서로부터 전송되어 오는 감지신호를 처리하는 USN 모듈; 복수 개의 센서노드 각각이 구분되어 인식되도록 RFID 태그로부터 전송되어 오는 RFID 신호를 판독하는 RFID 리더모듈; 상기 USN 모듈과 RFID 리더모듈에서 처리된 감지신호 및 위치정보신호가 구분되어 처리되도록 상기 USN 게이트웨이로 전송하는 RF 전송부로 구성된 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 상기 RFID 태그는 대상물의 위치정보를 판단하도록 패킷내 필드에 있는 값에 따라 센서의 감지값과 구별되어 동일한 전송로를 통해 서버로 전송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치 추적판단 시스템에 따르면 다음과 같은 뛰어난 효과가 있다.
첫째, IEEE 802.15.4 기반의 무선 구간에 다양한 센서를 이용한 USN 서비스와 Active RFID 기술을 이용한 위치 추적판단 서비스 제공이 가능하다.
둘째, USN 서비스와 RFID를 이용한 위치추적판단 서비스를 동일한 전송로를 사용하여 원가절감이 가능하다.
셋째, RFID 태그를 이용하여 위치 추적판단 서비스를 제공하므로 배터리 수명이 WiFi, 지그비 등을 이용한 방식에 비해 연장됨과 동시에 WiFi, 지그비 등을 이용한 제품에 비해 사이즈가 현저히 작아진다.
넷째, 위치 추적판단 서비스를 제공하는 RFID 리더가 모듈 형식으로 되어 있으므로 USN 서비스와의 상호 간섭이 방지된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 위치 추적판단 시스템의 전체 구성도, 도 3은 도 2의 USN 센서노드의 구성도, 도 4는 본 발명의 USN 서비스 흐름도, 도 5는 본 발명의 위치 추적판단 흐름도이다.
본 발명의 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치 추적판단 시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 침입, 화재, 가스 등 방범 방재 신호를 감지하도록 소정 위치에 설치되는 복수 개의 센서(10)와, 상기 복수 개의 센서(10)로부터 전송되어 오는 감지신호를 1:1로 수신받아 처리하도록 복수 개의 센서에 각각 대응하여 구성된 복수 개의 USN 센서노드(20)와, 상기 복수 개의 USN 센서노드(20)로부터 전송되어 오는 감지신호들을 수신받아 통합적으로 처리하여 감지정보를 생성하는 USN 게이트웨이(30)와, 상기 USN 게이트웨이(30)로부터 전송되는 감지정보를 수신받아 처리하여 위치를 판단하는 서버(40)로 구성된다.
상기 USN 센서노드(20)는 상기 센서(10)로부터 전송되어 오는 감지신호를 처리하는 USN 모듈(21)과, 복수 개의 센서노드(20) 각각이 구분되어 인식되도록 RFID 태그(11)로부터 전송되어 오는 위치추적 대상물에 대한 RFID 신호를 판독하는 RFID 리더모듈(22)과, 상기 USN 모듈(21)과 RFID 리더모듈(22)에서 처리된 감지신호 및 각각의 센서노드에 의한 대상물 위치정보신호를 상기 USN 게이트웨이(30)로 전송하는 RF 전송부(RF로 표기)(23)로 구성된다.
상기 USN 센서노드(20)는 Non-IP 기반 USN 서비스는 물론 IETF 6LoWPAN WG 에서 표준화한 IP 기반 USN 서비스 제공이 가능하다. 이는 IPv6 네트워크와 연동하기 위한 핵심 기술로서 변환 알고리즘없이 IPv6 네트워크와 연동이 가능한 기술이다. 즉 non-IP 기반의 USN 서비스는 IEEE 802.15.4 MAC/PHY 기반에 지그비와 같은 통신방식을 이용하여 USN 서비스를 제공하는 방식이고, IP 기반 USN 서비스는 IEEE 802.15.4 MAC/PHY 기반에 IETF 6Lo제무 WG에서 표준화한 문서를 토대로 IP-USN 서비스를 제공하는 방식인바, 본 발명에서는 이러한 방식들을 동일한 하드웨어 플랫폼에 단지 스프트웨어만을 교체하여 가능하도록 한다.
상기 USN 게이트웨이(30)는 상기 USN 센서노드(20)로부터 전송되어 오는 감지신호 및 각각의 센서노드에 의한 대상물에 대한 위치정보신호를 RF신호로 수신받아 처리하는 RF/USN모듈(31)과, 상기 RF/USN모듈(31)에서 처리된 감지정보 및 각각의 센서노드에 의한 대상물 위치정보신호를 WiFi 혹은 Ethernet 등의 인터넷 전송로를 통해 서버(40)로 전송하는 인터넷 인터페이스모듈(32)로 구성된다. 도 3에는 USN 게이트웨이(30)에서 센서(10)의 감지신호 및 RFID 태그(11)의 위치정보신호를 감지신호 및 위치정보신호의 수신여부에 따라, 즉 센서(10)의 감지신호만 있을 때는 그 신호만, RFID 태그(11)의 위치정보신호만 있을 때는 그 신호만, 센서(10)와 RFID 태그(11)로부터의 신호가 모두 수신될 때는 모든 신호를 각각 구분하여 통합적으로 처리하는 수단이 MCU(100)로 구성되어 있다.
또한 본 발명은 USN 센서 서비스로 제공되는 경우 센서의 감지값만 전송로를 이용하토록 하며, RFID를 이용한 대상물의 위치추적을 행하는 경우 RFID 태그에서 전송되는 위치정보값이 상기와 동일한 전송로를 이용하도록 한다. 즉 이들 두 서비스는 각기 별도로 또는 동시에 수행이 가능하며, 패킷내에 타입이라는 필드를 만들어서 필드내에 있는 값에 따라 센서 값인지 혹은 위치 추적 감지값인지를 구별하게 된다. 센서 감지값 패킷과 위치 추적 패킷이 별도로 존재하며 하나의 패킷내에 동시에 존재하지는 않는 것이다.
본 발명은 상기와 같이 USN 센서노드(20)에 RFID 리더모듈(22)을 내장하여 IEEE 802.15.4 기반의 침입감지, 화재감지, 가스감지 등 다양한 USN 서비스를 제공함과 동시에 RFID 리더모듈(22)이 RFID 태그(11)와 연동하도록 구성하여 RFID를 이용한 위치 추적판단 서비스가 가능토록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
각 센서(10)에서 감지된 감지신호가 USN 센서노드(20)에 전송됨과 동시에 RFID 태그(11)로부터 각각의 위치추적 대상물의 위치정보신호가 900MHz 혹은 5.8GHz 등 다양한 주파수로 USN 센서노드(20)에 전송되면 이들 각각의 신호를 USN모듈(21) 및 RFID 리더모듈(22)에서 각각 수신받아 RF 전송부(23)를 통해 USN 게이트웨이(30)로 전송한다.
USN 게이트웨이(30)는 이들 감지신호 및 위치정보신호를 RF/USN모듈(31)에서 수신받아 감지정보 빛 위치정보를 생성한 후 WiFi/Ethernet 인터넷 인터페이스 모듈(30)을 통해 서버(40)로 각각 전송한다.
따라서 서버(40)에서는 zone 방식, 삼각 측정 방식 등 다양한 위치 인식 추적 알고리즘을 이용하여 RFID 태그(10)의 위치를 파악한다. 이와 같은 동작 흐름들은 도 4 및 도 5에 각각 도시되어 있다.
도 1은 종래 위치 추적 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 위치 추적판단 시스템의 전체 구성도.
도 3은 도 2의 USN 센서노드의 구성도.
도 4는 본 발명의 USN 서비스 흐름도.
도 5는 본 발명의 위치 추적판단 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 센서 11 : RFID 태그
20 : USN 센서노드 21 : USN 모듈
22 : RFID 리더모듈 23 : RF 전송부
30 : USN 게이트웨이 31 : RF/USN 모듈
32 : 인터넷 인터페이스 모듈 40 : 서버

Claims (5)

  1. 일정위치에 설치되어 방범방재 감지신호를 발생하는 복수 개의 센서(10);
    일정위치에 소재한 위치 추적 대상물을 식별할 수 있는 신호를 발생하도록 구성된 복수 개의 RFID 태그(11);
    상기 복수 개의 센서(10)로부터 전송되어 오는 감지신호 및 RFID 태그(11)로부터의 위치정보신호를 각각 수신받아 처리하도록 복수 개의 센서(10) 및 RFID 태그(11)에 대응하여 구성된 복수 개의 USN 센서노드(20);
    상기 복수 개의 USN 센서노드(20)로부터 전송되어 오는 신호들을 각각 처리하여 감지정보 및 위치정보를 생성하도록, 상기 USN 센서노드(20)로부터 전송되어 오는 감지신호 및 위치정보신호를 RF 신호로 수신받아 처리하는 RF/USN 모듈(31)과, 상기 RF/USN 모듈(31)에서 처리된 센서(10)의 감지정보 및 RFID 태그(11)의 위치정보신호를 구분하여 처리하는 MCU(100)와, 상기 MCU(100)에서 처리된 감지정보 및 위치정보를 선택적으로 WiFi 혹은 Ethernet 인터넷 전송로를 통해 서버(40)에 전송하는 인터넷 인터페이스 모듈(32)로 구성된 USN 게이트웨이(30); 및
    상기 USN 게이트웨이(30)로부터 전송되는 감지정보 및 위치정보를 수신받아 처리하여 방범방재 상황 및 위치 추적 대상물의 위치를 판단하는 서버(40)로 구성된 것을 특징으로 하는 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치 추적 판단시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 USN 센서노드(20)는
    상기 센서(10)로부터 전송되어 오는 감지신호를 처리하는 USN 모듈(21);
    복수 개의 센서노드(20) 각각이 구분되어 인식되도록 RFID 태그(11)로부터 전송되어 오는 위치추적 대상물에 대한 RFID 신호를 판독하는 RFID 리더모듈(22);
    상기 USN 모듈(21)과 RFID 리더모듈(22)에서 처리된 감지신호 및 위치정보신호가 구분되어 처리되도록 상기 USN 게이트웨이(30)로 전송하는 RF 전송부(23)로 구성된 것을 특징으로 하는 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치추적 판단시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 RFID 태그(11)는 대상물의 위치정보를 판단하도록 패킷내 필드에 있는 값에 따라 센서(10)의 감지값과 구별되어 동일한 전송로를 통해 서버(40)로 전송되는 것을 특징으로 하는 USN 기반 RFID 기술을 이용한 위치추적 판단시스템.
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Cited By (1)

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WO2015019372A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Martec S.P.A. System for tracking the position of persons or items in structures provided with rooms intended to receive persons or items, such as ships, buildings or offshore platforms

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