KR101230773B1 - 알에프아이디 표준 미들웨어에서의 센서 데이터 및 유저 메모리 핸들링 방법 - Google Patents

알에프아이디 표준 미들웨어에서의 센서 데이터 및 유저 메모리 핸들링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알에프아이디 표준 미들웨어에서의 센서 데이터 및 유저 메모리 핸들링 방법에 관한 것으로, 센서를 수용할 수 있는 채널을 확보하여 센서 데이터 및 RFID 태그 데이터 전달 통로를 일원화하고, 센서 데이터 및 User Memory 값을 전달하도록 메시지 구조를 정의하여 기존 RFID 표준 미들웨어에 적용하는 방법에 관한 것이다.
이는 별도의 RFID/USN 통합 미들웨어 신규 개발 없이 기존 RFID 표준 미들웨어에 간단하게 RFID 리더 및 센서를 통합할 수 있고, 상위 응용 시스템도 별도의 추가 연동 개발 없이 RFID 태그 데이터 및 센서 데이터를 전달받을 수 있으므로, 시스템 구축비용의 감소 효과가 있다.

Description

알에프아이디 표준 미들웨어에서의 센서 데이터 및 유저 메모리 핸들링 방법 { Sensor Data and User Memory Handling Method for RFID Stantard Middleware }
본 발명은 RFID 표준 미들웨어에서 RFID 태그뿐만 아니라 다양한 이기종 센서 및 RFID 센서 태그를 핸들링할 수 있는 방법에 관한 것이다.
RFID란 무선 라디오 전파를 이용하여 사물을 자동으로 식별하기 위하여, 식별대상 사물에는 RFID 태그를 부착하고, 라디오 주파수를 이용한 RFID 태그 데이터의 송수신을 통해 RFID 리더(RFID Reader)와 통신을 하는 비접촉식 자동 식별 방식을 제공하는 기술로서, 종래의 자동 식별 기술인 바코드 및 광학 문자 인식 기술의 단점을 보완할 수 있다.
센서란 모든 정보 및 에너지를 물리적, 화학적, 생물학적 수단을 써 검출하고 출력 정보는 일반적으로 전기 신호로서 취급하는 것으로서, 그 종류는 가속도 센서, 온도센서, 습도 센서, GPS, 초음파 센서 등 여러 종류가 있다. 이러한 센서들의 정보를 사용하기 위해서는 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드들로부터 수집된 온도, 습도, 압력 등의 센싱 데이터를 분석 및 가공하여 응용 프로그램을 통해 사용자에게 정보 서비스를 제공하여야 한다.
RFID 센서 태그란 수동형 전파 식별(RFID) 태그에 외부 환경 정보 획득을 위한 센서와 전원 공급용 배터리를 부가한 라벨 형태의 반능동 및 능동형 RFID 태그로서, 센서와 RFID 태그의 결합된 형태를 말한다. 센서 태그는 RFID의 정보와 센서의 정보를 동시에 전달할 수 있어 여러 분야에서 활용되고 있다.
RFID 태그는 EPCglobal Gen2 표준 스펙에 따라 Reserved, TID, EPC, User Memory 영역으로 구분되며, 특히 User Memory는 사용자가 임의로 사용할 수 있는 공간으로 할당되어 있다.
RFID 표준 미들웨어란 EPCglobal의 ALE 스펙을 준수하는 것으로, 물리적 리더를 논리적으로 재구성한 논리적 리더와 상기 논리적 리더를 대상으로 데이터를 정제/가공하는 이벤트 사이클로 구성되며, XML 기반 ECReports 형태로 인식된 RFID 태그 데이터를 전달한다.
RFID 기술이 산업 전반에 확산됨에 따라, RFID 리더 및 태그뿐만 아니라 적용 현장의 특성에 따라 다양한 이기종 센서가 동일 사업장 내에 설치되는 추세이다. 종래의 RFID 표준 미들웨어의 처리 대상은 RFID 리더 및 태그에 한정되므로, 각종 산업현장에서 활용되는 센서를 정합하기 위해 각각의 응용 시스템에서 직접 제어하거나, 센서 데이터를 처리할 수 있는 구조로 새로 개발해야 하는 필요성이 발생하였다.
센서를 응용 시스템에서 직접 제어하게 될 경우, RFID 리더 및 태그 관리와 센서 관리가 이원화되고 장치 운용 관리 측면에서 비효율적인 부분이 발생하게 되어 다양한 산업 현장 적용 시에 적절하지 않다. 따라서 RFID 태그 및 리더와 센서 정보를 정합할 수 있는 새로운 구조의 RFID/USN 통합 미들웨어를 개발할 필요성이 대두 되지만, RFID/USN 통합 미들웨어를 새로 개발하는 데에는 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 센서를 수용할 수 있는 채널을 확보하여 센서 데이터 및 RFID 태그 데이터 전달 통로를 일원화하고, 센서 데이터 및 User Memory 값을 전달하도록 메시지 구조를 정의하여 별도의 RFID/USN 통합 미들웨어 개발 없이 기존 RFID 표준 미들웨어에 적용하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 RFID 표준 미들웨어에서 센서를 정합하고 센서 데이터 및 User Memory 핸들링 방법의 흐름도를 나타낸 것으로, RFID 리더 또는 각종 센서와 연결하는 단계(S120); 연결된 RFID 리더 또는 센서로부터 데이터 인식을 시작하는 단계(S130); 인식된 데이터가 센서로부터 인식된 값인지, 또는 RFID 리더로부터 인식된 값인지를 판별하는 인식 데이터 판단 단계(S140); 상기 판단 단계의 결과가 센서 데이터일 경우에는 센서로부터 인식된 센서 데이터를 RFID 태그 이벤트와 같은 레벨의 안테나 채널을 할당/부여하여 논리적 리더의 대상으로 인식 가능하게 하는 인식 안테나 넘버 할당,부여 단계(S150); 상기 센서 데이터를 도 2, 도 3, 도 4에 명시된 메시지 구조로 변환하고 Gen2 User Memory 영역에 저장하는 단계(S160); 안테나가 포함된 논리적 리더로 인식 이벤트를 전달하는 단계(S170); 인식 이벤트를 정제/가공하는 단계(S180); 및 정제/가공된 이벤트를 전달하는 단계(S190)로 구성된다. 한편, 상기 판단 단계에서 판단 결과 RFID 태그 데이터인 경우 안테나가 포함된 논리적 리더로 인식 이벤트를 전달하는 단계(S170)로 진행한다.
도 2는 센서 데이터 및 User Memory 값을 전달하기 위한 전체적인 추상 메시지 구조를 나타낸 것이다. 추후 확장을 위해 예비로 두는 Reserved 영역(F10); 본 발명이 적용된 버전 정보를 저장하는 Version 영역(F20); 센서 데이터가 어떤 종류의 센서에서 인식된 것인지 명시하는 Sensor Type 영역(F30); 전체 메시지의 길이를 명시하는 Message Length 영역(F40); Sensor Type 별로 정의된 메시지 구조에 따라 센서 데이터가 저장되는 Sensing Value 영역(F50)으로 구성된다.
도 2에서 명시한 Sensor Type 영역(F30)은 센서 종류를 구분하기 위해 각 센서 종류별 고유번호를 정의하여 사용하며, 센서의 종류가 추가될 때마다 추가 정의된다. 도 2에서 명시한 Sensing Value 영역(F50)은 Sensor Type에 따라 센서 데이터의 종류가 모두 다르므로, 각 센서 종류별로 유연한 구조로 정의, 사용할 수 있어야 하며, 그 중 온도/습도 센서 데이터 및 GPS 데이터를 위한 Sensing Value 영역의 상세 메시지 구조는 도 3, 도 4에서 정의한다.
도 3은 온도/습도 센서를 통해 인식된 센서 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 메시지 구조를 나타낸 것이다. 센서를 식별하기 위한 Sensor ID 영역(F110); 센서에서 인식된 센서 데이터의 단위를 식별하기 위한 Data Type 영역(F120); 상기 센서 데이터의 정수 값을 저장하는 Sensing Actual Number 영역(F130); 상기 센서 데이터의 소수 값을 저장하는 Sensing Decimal Fraction 영역(F140)으로 구성된다.
도 6은 온도/습도 센서에서 인식된 센서 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 도 3의 Sensing Value 영역의 상세 구조로, 각 필드별 타입과 의미에 대해 명시하였다.
도 4는 GPS 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 메시지 구조를 나타낸 것이다. GPS를 식별하기 위한 GPS ID 영역(F210); GPS 정보가 인식된 시간을 나타내는 UTC Timestamp 영역(F220); GPS 데이터 수신 상태를 나타내는 Current State 영역 (F230); GPS 감지 위도 정수 값을 저장하는 Latitude Actual Number 영역 (F240); GPS 감지 위도 소수 값을 저장하는 Latitude Decimal Fraction 영역 (F250); GPS 감지 위도의 타입을 나타내는 Latitude Type 영역( F260); GPS 감지 경도 정수 값을 저장하는 Longitudinal Actual Number 영역 (F270); GPS 감지 경도 소수 값을 저장하는 Longitudinal Decimal Fraction 영역(F280); GPS 감지 경도의 타입을 나타내는 Longitudinal Type 영역 (F290); GPS 감지 속도 정수값을 나타내는 Speed Actual Number 영역 (F300); GPS 감지 속도 소수 값을 나타내는 Speed Decimal Fraction 영역 (F310); GPS 정보가 인식된 날짜를 나타내는 Date 영역 (F320)으로 구성된다.
도 7은 GPS 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 도 4의 Sensing Value 영역의 상세 구조로, 각 필드별 타입과 의미에 대해 명시하였다.
도 5는 본 발명에 따른 센서 데이터 및 User Memory 핸들링 기능을 구비한 RFID 표준 미들웨어 시스템 구성도로 이기종 다수의 센서 (110); 이기종 다수의 센서 태그(120); 복수 개의 RFID 태그 (130); 센서를 제어하고 센서 데이터를 송 수신하는 복수 개의 Gateway (140); RFID 태그 및 센서 태그를 인식하고 태그 정보를 송수신하는 복수 개의 RFID 리더 (150); RFID 리더/Gateway를 제어 관리하고 RFID 태그 데이터/센서 데이터를 정제하는 RFID Reader 및 Sensor 통합 미들웨어 시스템(320); RFID 태그 데이터/센서 데이터 정제 결과를 전달받아 처리하는 응용시스템(330)으로 구성된다. RFID Reader 및 Sensor 통합 미들웨어 시스템은 RFID 리더 및 센서를 정합하는 장치 정합부 (270); 인식된 RFID 태그 데이터 및 센서 데이터를 정제/가공하는 이벤트 처리부 (310)로 구성된다. 장치 정합부는 RFID 리더에서 인식된 RFID 태그 데이터를 정합/제어하는 복수 개의 RFID Reader Adaptor (240); 센서에서 인식된 센서 데이터를 정합/제어하는 복수 개의 Gateway Adaptor (250); RFID Reader Adaptor와 Gateway Adaptor에서 인식된 데이터 전달 및 장치 제어를 일원화시키는 장치 공통 인터페이스(260)로 구성된다.
Gateway Adaptor는 센서 데이터를 인식하는 센서 데이터 인식기(200); 센서 데이터를 RFID 리더의 안테나와 동일한 레벨의 채널을 할당/부여하는 채널 할당기 (210); 센서 데이터를 표준/비표준 코드형태로 변환이 필요한 경우 코드변환을 진행하는 코드 변환기(220); 센서 데이터를 도 2, 도 3, 도 4에 명시된 메시지 구조로 변환하고 Gen2 User Memory 영역에 저장하는 Tag Memory 변환기(230)로 구성된다.
RFID Reader Adaptor는 RFID 태그 및 센서 태그를 인식하는 태그 데이터 인식기(160); RFID 태그 데이터를 표준/비표준 코드 형태로 변환하는 코드변환기 (170); 센서 태그일 경우, 센서 태그에서 인식된 센서 데이터를 도 2, 도 3, 도 4에 명시된 메시지 구조로 변환하고 Gen2 User Memory 영역에 저장하는 Tag Memory 변환기(180)로 구성된다.
이벤트 처리부는 RFID 리더와 센서로부터 인식된 RFID 태그 데이터 및 센서 데이터를 수집하는 이벤트 수집기 (280); 수집된 이벤트를 응용 시스템에서 활용하기 용이한 형태로 정제하는 이벤트 정제기 (290); 수집/정제가 완료된 이벤트를 응용 시스템으로 전달하는 이벤트 전송기(300)로 구성된다.
본 발명이 적용된 RFID 표준 미들웨어는 별도의 RFID/USN 통합 미들웨어 신규 개발 없이 기존 RFID 표준 미들웨어에 간단하게 RFID 리더 및 센서를 통합할 수 있고, 상위 응용 시스템도 별도의 추가 연동 개발 없이 RFID 태그 데이터 및 센서 데이터를 전달받을 수 있으므로, 시스템 구축비용의 감소 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 센서 데이터 및 User Memory 핸들링 방법의 흐름도이다.
도 2는 센서 데이터 및 User Memory 값을 전달하기 위한 전체적인 추상 메세지 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 온도/습도 센서 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 메세지 구조를 나타낸 도이다.
도 4는 GPS 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 메세지 구조를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 센서 데이터 및 User Memory 값 핸들링 기능을 구비한 RFID 표준 미들웨어 시스템 구성도이다.
도 6은 온도/습도 센서 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 도 3의 Sensing Value 영역의 상세 구조를 나타낸 도이다.
도 7은 GPS 데이터를 User Memory에 설정하기 위한 도 4의 Sensing Value 영역의 상세 구조를 나타낸 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 한 본 발명의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
본 발명에 따른 RFID 표준 미들웨어에서 센서 데이터 및 User Memory 핸들링 방법의 실시 예는 다음과 같다. 냉장 유통 제품의 신선도 유지 및 안심 먹을거리를 위한 저온 유통 물류 관리(Smart Cold Chain Management) 사업을 진행한다고 가정한다. 상기 사업에서는 각종 채소, 육류, 유제품, 기타 저온 유통 물품은 RFID로 관리하고, 상온 노출 시간을 최소로 줄이기 위해 저온 유통용 트럭에 온도 및 습도 센서를 장착하여 저온 유통 상태를 감시하며, GPS를 통해 위치를 파악한다고 가정한다. RFID 리더를 통해 인식된 RFID 태그 데이터는 RFID 표준 미들웨어와 동일하게 처리한다. 저온 유통용 트럭에 설치된 온도/습도 센서 및 GPS를 RFID 표준 미들웨어에 정합하기 위해서 센서의 특성에 맞는 Gateway Adaptor (250)를 구성한다. Gateway Adaptor를 통해 각종 센서가 정합되면, RFID 태그 데이터와 동일한 처리가 되도록 장치 공통 인터페이스 (260)를 통해 인식된 데이터 전달 및 장치 제어를 일원화한다. 상기와 같이 시스템이 구축되어 센서 정합이 완료되면, 센서로부터 인식된 센서 데이터가 전달된다. 도 1에 도시되어 있듯이, 저온 유통용 트럭에 설치되어 온도/습도 센서 및 GPS, RFID 리더와 통신을 위해 연결을 수행(S120)한다. 온도/습도 센서 및 GPS, RFID 리더와 연결이 완료되면 데이터 인식을 시작(S130)한다. 온도/습도 센서 및 GPS, RFID 리더로부터 데이터 인식이 시작되면, RFID 태그 이벤트와 온도/습도 센서 및 GPS 데이터를 구별하여 판단(S140)한다. RFID 태그 데이터일 경우에는 RFID 표준 미들웨어 처리 절차와 동일하게 진행한다. 온도/습도 센서 및 GPS 데이터일 경우에는 RFID 안테나와 동일한 수준의 인식 채널을 할당/부여(S150)한다. 상기와 같이 RFID 안테나와 동일한 수준의 인식채널이 할당되면, RFID 표준 미들웨어에서의 인식 단위인 논리적 리더의 대상이 되므로 별도의 구조 변경 없이 센서 데이터를 RFID 태그 데이터와 동일한 구조로 전달할 수 있다. 센서 데이터는 RFID 태그 데이터처럼 EPC 형태로 전달할 수 없으므로, User Memory 영역에 저장할 수 있는 메시지 구조로 변환(S160)한다. 이때 변환되는 데이터는 도 2, 도 3, 도 4에 명시된 메세지 구조를 따른다. 데이터 변환이 완료되면, 상기 할당/부여된 안테나 채널이 포함된 논리적 리더로 데이터를 전달(S170)한다. 상기 전달된 데이터는 이벤트 데이터를 정제/가공(S180)을 진행하고, 상기 정제/가공된 이벤트를 ECReports 형태로 구성 시, ECReports 확장 영역에 본 발명이 적용된 메시지 구조로 저장, 응용 프로그램으로 전달(S190)한다.
온도 데이터와 습도 데이터, GPS 데이터를 예시로 데이터 변환에 대해 설명하면, 저온 유통용 트럭에 설치된 온도 센서에서 아이디 4885;섭씨 4.2도가 인식되고, GPS에서 아이디 13982; 인식시간 06시26분38.899초; 수신상태 양호;위도 3625.4081 N; 경도 12723.01578 E; 속도 98.12 노트; 날짜 09년 5월 12일 인식되었다고 가정한다. 공통사용 메시지 구조 측면에서 살펴보면, Reserved(10)는 추후 사용을 위한 것으로 '0' 값으로 채우고, Version(F20)은 현재 첫번째 버전이므로 0x01로 설정, Sensor Type(F30)은 온도 센서일 경우 1, 습도 센서일 경우 2, GPS 일 경우 3으로 설정한다. 추후 센서의 종류가 추가되면, Sensor Type을 하나씩 새로 할당한다. Message Length(F40)에는 전체 메시지의 길이를 Integer 형태로 저장한다. 이후, Sensing Value(F50) 영역은 Sensor Type에 따라 도 3, 도 4에서 명시된 메시지 구조로 저장된다.
상기 예시에 사용된 온도 데이터를 도 3의 메시지 형태로 구성하면, Sensor ID (F110)는 Unsigned Integer 형태로 4885 값을 저장, Data Type은 섭씨 온도이므로 도 6에 의거하여 Integer 형태로 0 값을 저장, Sensing Actual Number (F130)는 Integer 형태로 4 값을 저장, Sensing Decimal Fraction (F140)은 Integer 형태로 2 값을 저장한다. 습도 센서는 온도 센서와 동일한 방식의 메시지 구조를 따른다.
또한, 상기 예시에서 사용된 GPS 데이터를 도 4의 메시지 형태로 구성하면, GPS ID (F210)는 Unsigned Integer 형태로 13982 값을 저장, UTC Timestamp(F220)는 Unsigned Long Integer 형태로 062638.899 값을 저장, Current State (F230)는 수신상태 양호이므로 도 7에 의거하여 Integer 형태의 0 값을 저장, Latitude Actual Number (F240)는 Integer 형태의 3625값을 저장, Latitude Decimal Fraction (F250)은 Integer 형태의 4081 값을 저장, Latitude Type (F260)은 북위이므로 도 7에 의거하여 Integer 형태의 0 값을 저장, Longitudinal Actual Number (F270)는 Integer 형태의 12723 값을 저장, Longitudinal Decimal Fraction (F280)은 Integer 형태의 01578 값을 저장, Longitudinal Type (F290)은 동경이므로 2에 의거하여 Integer 형태의 0 값을 저장, Speed Actual Number (F300)는 Integer 형태의 98 값을 저장, Speed Decimal Fraction(F310)은 Integer 형태의 12를 저장, Date(F320)는 Integer 형태의 120509 값을 저장한다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 메시지 구조를 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 알에프아이디 표준 미들웨어에서의 센서 데이터 및 유저 메모리 핸들링 방법에 있어서
    RFID 리더 또는 각종 센서와 연결하는 단계;
    연결된 RFID 리더 또는 센서로부터 데이터 인식을 시작하는 단계;
    인식된 데이터가 센서로부터 인식된 값인지, 또는 RFID 리더로부터 인식된 값인지를 판별하는 인식 데이터 판단 단계;
    상기 판단 단계의 결과가 센서 데이터일 경우에는 센서로부터 인식된 센서 데이터를 RFID 태그 이벤트와 같은 레벨의 안테나 채널을 할당/부여하여 논리적 리더의 대상으로 인식 가능하게 하는 인식 안테나 넘버 할당,부여 단계;
    상기 센서 데이터를 User Memory 영역에 저장하는 단계;
    안테나가 포함된 논리적 리더로 인식 이벤트를 전달하는 단계;
    인식 이벤트를 정제/가공하는 단계; 및
    정제/가공된 이벤트를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

    상기 User Memory 영역은
    추후 확장을 위해 예비로 두는 Reserved;
    버전 정보를 저장하는 Version;
    센서 데이터가 어떤 종류의 센서에서 인식된 것인지 명시하는 Sensor Type;
    전체 메시지의 길이를 명시하는 Message Length; 및
    Sensor Type 별로 정의된 메시지 구조에 따라 센서 데이터가 저장되는 Sensing Value로 구성되며,

    상기 Sensing Value는
    GPS를 식별하기 위한 GPS ID 영역;
    GPS 정보가 인식된 시간을 나타내는 UTC Timestamp 영역;
    GPS 데이터 수신 상태를 나타내는 Current State 영역;
    GPS 감지 위도 정수 값을 저장하는 Latitude Actual Number 영역;
    GPS 감지 위도 소수 값을 저장하는 Latitude Decimal Fraction 영역;
    GPS 감지 위도의 타입을 나타내는 Latitude Type 영역;
    GPS 감지 경도 정수 값을 저장하는 Longitudinal Actual Number 영역;
    GPS 감지 경도 소수 값을 저장하는 Longitudinal Decimal Fraction 영역;
    GPS 감지 경도의 타입을 나타내는 Longitudinal Type 영역;
    GPS 감지 속도 정수값을 나타내는 Speed Actual Number 영역;
    GPS 감지 속도 소수 값을 나타내는 Speed Decimal Fraction 영역;
    GPS 정보가 인식된 날짜를 나타내는 Date 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 표준 미들웨어에서의 센서 데이터 및 유저 메모리 핸들링 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100030373A (ko) * 2008-09-10 2010-03-18 주식회사 에스원 Ｒｆｉｄ/ｕｓｎ 통합 미들웨어 장치 및 방법
KR20100073889A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 주식회사 케이티 무선인식 시스템과 센서 네트워크의 통합 미들웨어 장치

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