KR101027126B1 - A RFID fiber tag with an antenna pattern using an electric-thread - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그에 관한 것으로, 섬유(11)상에 도전사(導電絲)를 문자 형태로 박음질하여 형성한 RFID 안테나 패턴(10)과; 상기 RFID 안테나 패턴(10)의 도전사 사이에 설치한 RFID 태그 칩(20)으로 구성되어 본 발명은 도전사를 섬유ㆍ의류에 직접 박음질하여 문자 형태의 RFID 안테나 패턴을 형성하여 섬유ㆍ의류 일체형 태그를 이루는 도전사의 안테나 패턴을 형성하여 섬유ㆍ의류분야에 RFID 태그의 채용을 확산시킬 수 있고, 도전사로 섬유ㆍ의류 일체형 RFID 안테나 패턴을 형성한 태그로 섬유ㆍ의류 제품의 추적이나 상품관리 및 재고관리를 실시간으로 할 수 있을 뿐만 아니라 반영구적으로 채용할 수 있으면서 응용 가능성을 다양할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.The present invention relates to an RFID fiber tag having an antenna pattern of a conductive yarn, comprising: an RFID antenna pattern (10) formed by stitching a conductive yarn on a fiber (11) in the form of a letter; The present invention is composed of an RFID tag chip 20 provided between the conductive yarns of the RFID antenna pattern 10. The present invention sews the conductive yarns directly onto the fiber and clothing to form an RFID antenna pattern in the form of a letter to form a fiber and clothing integrated tag. It is possible to spread the adoption of RFID tags in the textile and clothing field by forming the antenna pattern of the conductive yarn, and the tracking, product management, and inventory management of the textile and clothing products with the tag having the fiber and clothing integrated RFID antenna pattern as the conductive yarn. In addition to being able to be adopted semi-permanently, it is a useful invention that has a particular advantage that can vary the application possibilities.

도전사(導電絲), RFID 섬유태그, 안테나 패턴, 리더. Conductor, RFID fiber tag, antenna pattern, reader.

Description

도전사의 안테나 패턴을 구비하는 ＲＦＩＤ 섬유태그{A RFID fiber tag with an antenna pattern using an electric-thread}A RFID fiber tag with an antenna pattern using an electric-thread

본 발명은 도전사(導電絲)의 안테나 패턴을 갖는 RFID 섬유태그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유상에 도전사(導電絲)로 박음질한 도안이 안테나 패턴으로 되어 섬유ㆍ의류 일체형 RFID 태그를 이루는 도전사(導電絲)의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그에 관한 것이다.The present invention relates to an RFID fiber tag having an antenna pattern of conductive yarns, and more particularly, to a fiber-cloth integrated RFID tag in which a pattern sewn with conductive yarns on a fiber becomes an antenna pattern. The present invention relates to an RFID fiber tag having an antenna pattern.

일반적으로 무선 주파수 인식(RFID : Radio Frequency IDentification)은 무선 주파수를 사용하여 태그(tag)가 가지고 있는 정보를 비접촉식으로 인식하거나 기록하는 기술로서, 태그가 부착된 물건이나 동물, 사람 등을 인식, 추적, 관리할 수 있는 기술을 말한다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보를 가지고 있으며 물건이나 동물 등에 부착되는 태그(Tag 또는 Transponder)와, 이 태그가 가지고 있는 식별정보를 읽거나 또는 기록하기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)를 포함한다. 이러한 RFID 시스템은 센서와 결합하여 RFID/USN( Ubiquitous Sensor Network) 기술로 발전되고 있다.In general, radio frequency identification (RFID) is a technology for non-contact recognition or recording of a tag's information using radio frequency. It recognizes and tracks a tagged object, animal, or person. , Technology that can be managed. Such an RFID system has a unique identification information and includes a tag (tag or transponder) attached to an object or animal, and a reader (reader or interrogator) for reading or recording the identification information of the tag. Such RFID systems are being developed with RFID / USN (Ubiquitous Sensor Network) technology in combination with sensors.

또한 RFID 태그는 안테나와 RFID IC칩으로 구성되어 저주파(125kHz, 135kHz), 고주파(13.56MHz), 초고주파(433MHz, 860~960MHz), 마이크로파( 2.45GHz ) 등 여러 주파수 대역에서 사용되고 있는데, 각기 사용 방법이나 활용 범위가 다르고, 리더는 전기자기장을 리더용 안테나를 통하여 전송하여 수동형 태그에 파워를 공급하면서 태그와 데이터를 주고 받는다. 여기서, 대부분의 국가에서는 무선 통신과의 간섭을 고려하여 그 나라 실정에 맞도록 각기 다른 반송파 주파수에서 작동하는 리더의 사용을 요구하고 있다.In addition, RFID tag is composed of antenna and RFID IC chip, which is used in various frequency bands such as low frequency (125kHz, 135kHz), high frequency (13.56MHz), ultrahigh frequency (433MHz, 860 ~ 960MHz), microwave (2.45GHz). However, the application range is different, and the reader transmits and receives electric magnetic fields through the antenna for the reader to exchange data with the tag while supplying power to the passive tag. Here, most countries require the use of readers operating at different carrier frequencies in consideration of the interference with wireless communication to suit the situation of the country.

그리고 태그의 마이크로 칩은 태그 안테나의 급전점에 위치하여 리더의 신호로부터 필요한 모든 에너지를 받게 되는데, 태그는 코딩된 신호를 전자기역산란(electromagnetic backscattering) 방식으로 UHF 주파수에서 태그의 정보를 리더에게 다시 보낸다. 즉, 태그는 리더로부터 받은 에너지의 한 부분을 다시 보내게 되는 것으로, 태그의 전원인가 방식으로는 쇼트키(schottky) 정류회로를 이용하여 마이크로웨이브 에너지를 직류로 변환하며, 수동형 태그의 경우는 바로 정류되어진 직류 전압을 사용하여 동작하게 된다.The tag's microchip is located at the feed point of the tag antenna and receives all the energy from the reader's signal. The tag sends the coded signal back to the reader at the UHF frequency by electromagnetic backscattering. send. In other words, the tag sends back a portion of the energy received from the reader. The tag is powered by a Schottky rectifier circuit to convert microwave energy into direct current. In the case of passive tags, It operates by using rectified DC voltage.

대부분의 RFID 태그에서는 구리나 알루미늄으로 제작되는 다이폴 안테나를 사용하게 된다. 그러나, 일반적인 다이폴 안테나는 λ/2 기준으로 설계되기 때문에, 주파수가 낮을수록 안테나 길이가 길어진다. 또한 안테나 크기가 148 × 1mm이고 VSWR 2.0(-10dB)로 설계될 때, 861MHz ~ 943MHz 사이에서 공진하여, 주파수 대역폭이 80~100MHz로 한계점을 보이고 있다.Most RFID tags use dipole antennas made of copper or aluminum. However, since a general dipole antenna is designed on the basis of [lambda] / 2, the lower the frequency, the longer the antenna length. In addition, when the antenna size is 148 × 1mm and designed with VSWR 2.0 (-10dB), the antenna resonates between 861MHz and 943MHz, showing a frequency bandwidth of 80-100MHz.

도 1은 종래 무선 주파수 인식 태그를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional radio frequency identification tag.

도 1을 참조하면, RFID 태그(1)는 IC 칩(2)과 안테나(3)로 이루어지며, 상기 IC 칩(2)에는 RF 송수신 회로, 제어로직 및 메모리가 내장되어 있으며 안테나(3)를 통해 무선 주파수를 송수신한다.Referring to FIG. 1, the RFID tag 1 is composed of an IC chip 2 and an antenna 3. The IC chip 2 includes an RF transmission / reception circuit, a control logic, a memory, and an antenna 3. Transmit and receive radio frequency through.

이러한 RFID 태그(1)는 리더(미도시)에서 전송되는 초고주파(UHF) 대역의 신호를 반사함과 아울러 반사되는 RF신호에 식별정보를 포함하는 정보를 변조시켜 리더로 송신하게 된다.The RFID tag 1 reflects a signal of an ultra high frequency (UHF) band transmitted from a reader (not shown) and modulates information including identification information in the reflected RF signal and transmits the information to the reader.

상기 RFID 태그(1)에 사용되는 안테나(3)는 필름(4)에 인쇄된 다이폴(Dipole) 안테나 형태를 가지고 있다. 즉, RFID 태그(1)에 적용되는 안테나의 특성이 다이폴 안테나의 방사 패턴 형태로 설계되어 있다.The antenna 3 used for the RFID tag 1 has the form of a dipole antenna printed on the film 4. That is, the characteristics of the antenna applied to the RFID tag 1 are designed in the form of the radiation pattern of the dipole antenna.

이와 같은 RFID 태그를 의류등 섬유제품에 채용하기 위해서는 라벨상으로 형성한 태그를 도 2에 나타낸 바와 같이 우레탄이나 특정물질로 패키징하여 도 3에 나타낸 바와 같이 네임텍 형태로 섬유제품에 부착하여 사용하게 된다.In order to employ such RFID tag in textile products such as clothing, the tag formed on the label is packaged with urethane or a specific material as shown in FIG. 2 and attached to the fiber product in the form of nametech as shown in FIG. .

따라서 이와 같은 RFID 라벨태그는 RFID 태그를 패키징하는 번거로운 공정을 필요로하여 제작시간이 증가될 뿐만 아니라 인건비 등 제작비용이 증가하여 경제성이 떨어지게 되는 결점을 갖게 된다.Therefore, such an RFID label tag requires a cumbersome process of packaging an RFID tag, which not only increases manufacturing time but also increases manufacturing cost such as labor cost, thereby degrading economic efficiency.

또한 제품으로부터 RFID 라벨태그가 쉽게 분리될 수 있어 취급자의 부주의로 제품으로부터 RFID 라벨태그가 분리되어 분실되거나 고의로 RFID 라벨태그가 제품으로부터 제거되어 제품이 태그가 없는 상태로 될 우려가 많다고 하는 문제점도 있었다.In addition, there is a problem that the RFID label tag can be easily separated from the product, so that the RFID label tag is separated from the product due to the carelessness of the operator, or the RFID label tag is removed from the product intentionally, resulting in a product that is not tagged. .

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 RFID 라벨태그의 여러 가지 결점 및 문제점 들을 해결하고 섬유ㆍ의류분야에 RFID 태그의 채용을 확산시키고자 발명한 것으로서, 그 목적은 도전사(導電絲)를 섬유ㆍ의류에 직접 박음질하여 문자 형태의 RFID 안테나 패턴을 형성하여 섬유ㆍ의류 일체형 태그를 이루는 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention has been made to solve various drawbacks and problems of conventional RFID label tags and to spread the adoption of RFID tags in the field of textiles and clothing. To provide an RFID fiber tag having an antenna pattern of a conductive yarn that is directly sewn onto clothing to form an RFID antenna pattern in the form of a letter to form a textile and clothing integrated tag.

본 발명의 다른 목적은 도전사로 섬유ㆍ의류 일체형 RFID 안테나 패턴을 형성한 태그로 섬유ㆍ의류 제품의 추적이나 상품관리 및 재고관리를 실시간으로 할 수 있는 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide an RFID fiber tag having an antenna pattern of a conductive yarn capable of real-time tracking, product management, and inventory management of textile and clothing products with a tag having a fiber and clothing integrated RFID antenna pattern as a conductive yarn. It is.

본 발명의 또 다른 목적은 도전사로 섬유ㆍ의류 일체형 RFID 안테나 패턴을 형성한 태그로 반영구적으로 채용할 수 있으면서 응용 가능성을 다양할 수 있는 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide an RFID fiber tag having an antenna pattern of a conductive yarn that can be adopted semi-permanently with a tag having a fiber and clothing integrated RFID antenna pattern as a conductive yarn and which can have various application possibilities.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그는 섬유 상에 도전사(導電絲)를 문자 형태로 박음질하여 형성한 RFID 안테나 패턴과; 상기 RFID 안테나 패턴의 도전사 사이에 설치한 RFID 태그 칩으로 구성된 것을 특징으로 한다.An RFID fiber tag having an antenna pattern of a conductive yarn of the present invention for achieving the above object comprises: an RFID antenna pattern formed by stitching a conductive yarn on a fiber in the form of a letter; Characterized in that the RFID tag chip provided between the conductive yarns of the RFID antenna pattern.

본 발명은 도전사를 섬유ㆍ의류에 직접 박음질하여 문자 형태의 RFID 안테나 패턴을 형성하여 섬유ㆍ의류분야에 RFID 태그의 채용을 확산시킬 수 있고, 도전사로 섬유ㆍ의류 일체형 RFID 안테나 패턴을 형성한 태그로 섬유ㆍ의류 제품의 추적 이나 상품관리 및 재고관리를 실시간으로 할 수 있을 뿐만 아니라 반영구적으로 채용할 수 있으면서 응용 가능성을 다양할 수 있는 각별한 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to spread the adoption of RFID tags in the field of textiles and clothing by forming a letter-shaped RFID antenna pattern by directly stitching the conductive yarns into fibers and clothing. It is not only able to track textiles and clothing products, manage products and manage inventory in real time, but also can adopt them semi-permanently, and there is a special advantage that can be applied to various applications.

이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시예로서 본 발명 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그를 상세하게 설명한다.Hereinafter, an RFID fiber tag having an antenna pattern of the present invention as an accompanying drawing and a preferred embodiment will be described in detail.

도 4는 본 발명 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그의 구성을 보여주는 사진, 도 5는 도전사의 재봉방법에 따른 전도율을 나타낸 도면, 도 6은 도전사 전도율에 따른 안테나의 방사 효율을 나타낸 그래프, 도 7은 시뮬레이션 툴을 이용하여 전도도 계산시 디자인된 다이폴 안테나를 나타낸 도면으로서, 본 발명 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그는 섬유(11) 상에 도전사(導電絲)를 문자 형태로 박음질하여 형성한 RFID 안테나 패턴(10)과; 상기 RFID 안테나 패턴(10)의 도전사 사이에 설치한 RFID 태그 칩(20)으로 구성되어 있다.Figure 4 is a photograph showing the configuration of the RFID fiber tag having an antenna pattern of the conductive yarn of the present invention, Figure 5 shows the conductivity according to the sewing method of the conductive yarn, Figure 6 is a graph showing the radiation efficiency of the antenna according to the conductive yarn conductivity, FIG. 7 is a diagram illustrating a dipole antenna designed when a conductivity is calculated using a simulation tool. An RFID fiber tag having an antenna pattern of a conductive yarn of the present invention is sewn into a string of conductive yarns in a letter form. An formed RFID antenna pattern 10; The RFID tag chip 20 is provided between the conductive yarns of the RFID antenna pattern 10.

상기 RFID 안테나 패턴(10)은 섬유(11)상에 박음질되는 도전사가 T-매칭 다이폴 안테나를 이루는 것으로서, 도전사의 두께가 2mm ∼ 3mm이고, 간격이 0.5mm ∼ 1mm 인 것이 바람직하다.The RFID antenna pattern 10 is a conductive yarn sewn on the fiber 11 to form a T-matching dipole antenna, and the conductive yarn preferably has a thickness of 2 mm to 3 mm and a gap of 0.5 mm to 1 mm.

상기 RFID 태그 칩(20)은 태그 칩 스트랩을 도전사(導電絲)로 박음질 하여 RFID 안테나 패턴(10)의 도전사 사이의 태그 칩 스트랩에 실장되어 있다.The RFID tag chip 20 is sewn onto the tag chip strap with conductive yarns and mounted on a tag chip strap between the conductive yarns of the RFID antenna pattern 10.

실시예Example

재봉방법에 따라 박음질되는 도전사(導電絲)의 두께(t)를 2mm ∼ 3mm로 하고, 도전사(導電絲)의 간격(g)을 0.5mm ∼ 1mm로 하며, 박음질의 반복횟수를 1, 2 회로 하여 형성한 RFID 안테나의 전도율을 측정하고 그 결과를 도 6에 나타냈다.According to the sewing method, the thickness t of the conductive yarn to be sewn is 2 mm to 3 mm, the distance g of the conductive yarn is 0.5 mm to 1 mm, and the number of repetitions of the stitching is 1 or 2 circuits. The conductivity of the formed RFID antenna was measured and the results are shown in FIG.

또한 RFID 안테나의 전도율 변화에 따른 방사 효율을 수식을 이용하여 계산한 것과 시뮬레이션 툴을 이용하여 계산한 것과 비교하여 도 6에 그래프로 타냈다. 여기서 시뮬레이션 툴을 이용하여 전도도 계산시 디자인된 다이폴 안테나는 도 7에 나타낸 바와 같다.In addition, the radiation efficiency according to the conductivity change of the RFID antenna is shown in FIG. 6 in comparison with the calculation using the equation and the calculation using the simulation tool. Herein, the dipole antenna designed for the conductivity calculation using the simulation tool is shown in FIG. 7.

도 5와 도 6으로부터 RFID 안테나의 전도율은 재봉방법 즉, 도전사(導電絲)의 두께(t)와 간격(g)에 따라 많은 차이를 나타냄을 알 수 있고, 안테나의 방사 효율이 50%가 되는 전도도의 값은 2/λ 크기의 다이폴 안테나를 수식을 이용하여 계산한 경우 7e3 이었고, 도 7과 같이 디자인된 다이폴 안테나를 시뮬레이션 툴을 사용하여 계산한 경우 1.5e3 이었다.It can be seen from FIG. 5 and FIG. 6 that the conductivity of the RFID antenna varies considerably depending on the sewing method, that is, the thickness t and the interval g of the conductive yarn, and the radiation efficiency of the antenna becomes 50%. The conductivity value is calculated using the formula of dipole antenna of size 2 / λ 7e 3 The dipole antenna designed as shown in FIG. 7 was 1.5e 3 when calculated using a simulation tool.

따라서 도전사를 이용하여 RFID 안테나 패턴을 형성할 경우 안테나의 방사 효율이 50% 이상이 되게 하려면, 도전사의 두께(t) 2mm, 간견 0.5mm, 반복횟수 2회 이상으로 디자인 하엿을 경우 방사 효율은 약 50% 이상을 기대할 수 있고, 태그안테나로서의 성능을 기대할 수 있다.Therefore, when the RFID antenna pattern is formed using conductive yarns, if the radiation efficiency of the antenna is 50% or more, the radiation efficiency is about 2 mm thick, 0.5 mm long, and repeated twice or more. 50% or more can be expected, and the performance as a tag antenna can be expected.

더구나 도전사의 박음질 반복횟수를 2회 이상 하는 것은 태그안테나가 휘어지는 경우에도 박음질된 도전사와 도전사의 사이가 벌어지지 않아 전도도와 같은 안테나 특성의 변화를 최소화 할 수 있다.In addition, if the number of times of stitching of the conductive yarn is repeated two or more times, even if the tag antenna is bent, the gap between the stitched conductive yarn and the conductive yarn does not occur, thereby minimizing a change in antenna characteristics such as conductivity.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.While the present invention has been described as a preferred embodiment, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

도 1은 종래 RFID 태그를 나타낸 도면,1 is a view showing a conventional RFID tag,

도 2는 라벨태그의 패키징 상태를 보여주는 사진,Figure 2 is a photo showing the packaging state of the label tag,

도 3은 종래 라벨태그의 사용예를 보여주는 사진,3 is a photograph showing an example of using a conventional label tag,

도 4는 본 발명 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그의 구성을 보여주는 사진,Figure 4 is a photograph showing the configuration of an RFID fiber tag having an antenna pattern of the present invention,

도 5는 도전사의 재봉방법에 따른 전도율을 나타낸 도면,5 is a view showing the conductivity according to the sewing method of the conductive yarn,

도 6은 도전사 전도율에 따른 안테나의 방사 효율을 나타낸 그래프,6 is a graph showing the radiation efficiency of the antenna according to the conductive yarn conductivity;

도 7은 시뮬레이션 툴을 이용하여 전도도 계산시 디자인된 다이폴 안테나를 나타낸 도면이다.7 illustrates a dipole antenna designed in the calculation of conductivity using a simulation tool.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : RFID 안테나 패턴 11 : 섬유10: RFID antenna pattern 11: fiber

20 : RFID 태그 칩20: RFID Tag Chip

Claims (3)

삭제delete 섬유(11) 상에 도전사(導電絲)를 문자 형태로 박음질하여 형성한 RFID 안테나 패턴(10)과; 상기 RFID 안테나 패턴(10)의 도전사 사이에 설치한 RFID 태그 칩(20)으로 구성된 RFID 섬유태그에 있어서;An RFID antenna pattern 10 formed by stitching a conductive yarn on a fiber 11 in the form of a letter; In the RFID fiber tag consisting of an RFID tag chip 20 provided between the conductive yarns of the RFID antenna pattern (10); 상기 RFID 안테나 패턴(10)은 섬유(11)상에 박음질되는 도전사가 T-매칭 다이폴 안테나를 이루는 것으로서, 도전사의 두께가 2mm ∼ 3mm이고, 간격이 0.5mm ∼ 1mm 인 것을 특징으로 하는 도전사의 안테나 패턴을 구비하는 RFID 섬유태그.The RFID antenna pattern 10 is a conductive yarn that is sewn on the fiber 11 to form a T-matching dipole antenna, wherein the conductive yarn has a thickness of 2 mm to 3 mm and a gap of 0.5 mm to 1 mm. RFID fiber tag having a pattern. 삭제delete
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