KR101270571B1

KR101270571B1 - Ｒｆｉｄ리더기와 그 안테나 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101270571B1
Application number: KR1020100051210A
Authority: KR
Inventors: 광 남궁; 이지훈; 이용직
Original assignee: 한미아이티 주식회사
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2013-06-03
Also published as: KR20110131658A

Abstract

본 발명은, 대상물에 부착되는 RFID 태그를 인식하는 RFID 리더기 및 그 안테나 제어 기법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 편평한 단면적의 안테나 구조를 채용하는 종래의 RFID 리더기와는 달리, RFID 리더기에 접이식 안테나를 장착하고, 폴더형 또는 스틱 타입형의 접이식 안테나의 전방 측에 위치하는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위 및 RFID 태그와 리더기 사이의 거리 값을 인식 및 계산하며, 크기 범위와 거리 값에 의거하여 개방 각도 값을 결정하고, 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호로 힌지를 회전시켜 힌지에 의해 지지되는 접이식 안테나의 인식 전면부를 결정된 개방 각도 값만큼 개방시킨 후 RFID 태그에 수록된 정보를 인식함으로써, RFID 태그의 인식률을 획기적으로 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 인식 속도를 더욱 높일 수 있는 것이다.

Description

ＲＦＩＤ리더기와 그 안테나 제어 장치 및 방법{RFID READER, APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ANTENNA OF RFID READER}

본 발명은 대상물에 부착되는 RFID 태그를 인식하는 RFID 리더기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RFID 태그와 리더기 사이의 위치 거리 값에 따라 그 개방 각도를 달리하는 접이식 안테나를 이용하여 고정밀한 인식율과 고속의 태그 인식을 실현하는데 적합한 RFID 리더기와 그 안테나 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, RFID 칩(또는 RFID 태그)은 메모리 등의 전기회로 소자와 송수신용 안테나를 구비하는 것으로, 자체 동력 또는 RFID 리더기로부터의 판독 요청 신호로부터 동력을 공급받아 메모리에 기록된 태그신호를 무선 송출하여 RFID 리더기로 제공하는 비접촉식 인식장치의 일종이다.

근래 들어, RFID 칩은 지속적인 기술개발에 따른 칩의 저가격화와 소형화 등에 힘입어 생산, 유통, 물류, 재고확인, 인증 등과 같은 분야에 광범위하게 사용되고 있는 추세이다.

즉, 각종 가전기기, 생활용품, 사무기기 등과 같은 제품들에 RFID 태그를 부착하고, 이러한 RFID 태그를 RFID 리더기로 스캔(송수신 안테나를 이용한 스캔)하여 메모리에 저장된 태그신호를 판독하는 방식으로 생산, 유통, 물류, 재고확인, 인증 등과 같은 서비스를 제공하고 있으며, 이를 통해 생산자, 유통/판매자, 소비자들은 제품의 생산, 유통 및 소비 활동에 많은 편리함과 유익함을 누리고 있다. 이때, 제품에 부착되는 RFID 태그는 크기 문제 등을 고려하여 적절한 크기의 송수신 안테나가 양 측면에 부착되는 형태를 가질 수 있다.

잘 알려진 바와 같이, UHF 대역(433MHz, 860 - 960MHz)의 주파수에서의 이동형 RFID 리더기를 이용한 최대 인식 거리는 대략 5 - 10미터 정도이며, 통신 가능 거리는 최대 2미터 정도이다.

그러나, 실제 적용 환경에서 이동형 RFID 리더기를 통해 인식 가능한 거리는, 주변 환경에 의한 RF 전파 간섭 등에 기인하여, 최대 2미터 정도인 것으로 알려져 있다.

따라서, RFID를 이용한 비접촉식 인식 장치에서는 충분한 인식 가능 거리의 확보와 인식률 향상을 위한 기술개발이 필연적으로 요구되고 있으며, 이를 위한 방편으로서는 이동형 RFID 리더기의 출력을 높여 주거나 혹은 안테나의 단면적을 확장해 주는 것을 고려할 수 있다.

그러나, 국가별로 최대 출력 범위의 차이는 있지만 법적인 규제로 인해 출력을 무한정 높이는 데는 한계가 있으며, 또한 출력을 계속하여 높이더라도 인식 거리가 확대되거나 인식률이 향상된다는 보장 또한 없는 것이 현실이다.

이러한 점을 고려할 때, 안테나의 단면적을 확장해 주는 것이 유일한 대안이 될 수 있는데, 이 경우 이동형 RFID 리더기의 휴대성을 고려할 때 안테나의 단면적을 확장하는데도 한계를 가질 수밖에 없다.

본 발명은, 일 관점에 따라, 센서 조작신호를 발생하는 조작 블록과, 상기 센서 조작신호에 응답하여 접이식 안테나의 전방 측에 위치하는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위와 상기 RFID 태그 및 접이식 안테나의 인식 전면부 사이의 거리 값에 의거하여 상기 인식 전면부의 개방 각도 값을 결정하는 태그 인식 수단과, 상기 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호를 발생하는 힌지 제어 블록과, 상기 발생된 힌지 구동신호에 따라 힌지를 회전시켜 상기 힌지에 의해 지지되는 상기 접이식 안테나의 인식 전면부를 상기 개방 각도 값만큼 개방시키는 힌지 구동 블록을 포함하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치를 제공한다.

본 발명은, 다른 관점에 따라, 접이식 안테나의 전방 측에 위치하는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위를 인식하는 과정과, 상기 RFID 태그와 상기 접이식 안테나의 인식 전면부 사이의 거리 값을 계산하는 과정과, 상기 인식된 크기 범위와 계산된 거리 값에 의거하여 개방 각도 값을 결정하는 과정과, 상기 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호로 힌지를 회전시켜 상기 힌지에 의해 지지되는 상기 접이식 안테나의 인식 전면부를 상기 결정된 개방 각도 값만큼 개방시키는 과정을 포함하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법을 제공한다.

본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 대상물에 부착된 RFID 태그의 인식을 위한 전자 회로가 내장된 리더기 본체와, 상기 리더기 본체의 일 단면에 회전 동력에 의해 회전 가능하게 형성된 힌지와, 상기 힌지를 통해 지지되며, 상기 힌지의 회전에 따라 그 인식 전면부가 자동 개폐되는 접이식 안테나를 포함하는 RFID 리더기를 제공한다.

본 발명은, RFID 리더기에 폴더형 또는 스틱 타입형의 접이식 안테나를 장착하고, 접이식 안테나의 전방 측에 위치하는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위(면적)와 RFID 태그와 리더기 사이의 거리 값을 인식 및 계산하며, 크기 범위와 거리 값에 의거하여 개방 각도 값을 결정하고, 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호로 힌지를 회전시켜 힌지에 의해 지지되는 접이식 안테나의 인식 전면부를 결정된 개방 각도 값만큼 개방시킨 후 RFID 태그에 수록된 정보를 인식함으로써, RFID 태그의 인식률을 획기적으로 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 인식 속도를 더욱 높일 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따라 폴더형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 사시도,
도 1b 및 1c는 폴더형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 폴더형 안테나가 180도 개방된 상태의 사시도,
도 2a 및 2b는 리더기와 대상물간의 거리에 따라 폴더형 안테나의 개방 각도를 달리하는 것을 설명하기 위한 예시도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 외관 구조를 달리하는 폴더형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 사시도,
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 스틱 타입형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 사시도,
도 4c는 스틱 타입형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 스틱 타입형 안테나가 180도 개방된 상태의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 리더기의 안테나 제어 장치의 블록구성도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 대상물에 부착된 RFID 태그와 리더기 사이의 거리에 따라 안테나의 개방 각도를 적응적으로 개방시키는 주요 과정을 도시한 순서도,
도 7은 본 발명의 발명자가 안테나 변경 전의 종래 대조군과 안테나 변경 후의 본 발명의 실험군 간의 기능을 실험한 실험 결과를 보여주는 도면.

본 발명의 기술요지는, 편평한 단면적의 안테나 구조를 채용하는 종래의 RFID 리더기와는 달리, RFID 리더기에 접이식 안테나를 장착하고, 폴더형 또는 스틱 타입형의 접이식 안테나의 전방 측에 위치하는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위(면적) 및 RFID 태그와 리더기 사이의 거리 값을 인식 및 계산하며, 크기 범위와 거리 값에 의거하여 개방 각도 값을 결정하고, 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호로 힌지를 회전시켜 힌지에 의해 지지되는 접이식 안테나의 인식 전면부를 결정된 개방 각도 값만큼 개방시킨다는 것으로, 본 발명은 이러한 기술적 수단을 통해 종래 방식에서의 문제점들을 효과적으로 개선할 수 있다.

이를 위하여, 본 발명은 대상물에 부착된 RFID 태그의 인식을 위한 전자 회로가 내장된 리더기 본체와, 리더기 본체의 일 단면에 회전 동력에 의해 회전 가능하게 형성되는 힌지와, 힌지를 통해 지지되며, 힌지의 회전에 따라 그 인식 전면부가 자동 개폐되는 접이식 안테나를 포함하는 RFID 리더기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따라 폴더형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 사시도이고, 도 1b 및 1c는 폴더형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 폴더형 안테나가 180도 개방된 상태의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예의 접이식의 폴더형 안테나(즉, 2개의 폴더가 개폐 가능하게 배열된 폴더형 안테나)를 갖는 RFID 리더기(100)는 크게 구분해 볼 때, 원격지의 대상물에 부착된 RFID 태그의 정보 인식을 위한 전자 회로 등이 내장되는 리더기 본체(110)와1, 리더기 본체(110)의 일 단면에 회전 동력에 의해 회전 가능하게 형성되는 힌지(120)와, 힌지(120)를 통해 지지되며, 힌지(120)의 회전에 따라 그 인식 전면부(132)가 자동 개폐되는 폴더형 안테나(130)로 구성될 수 있다. 여기에서, 폴더형 안테나(130)는 접이식의 폴더형 안테나를 의미하며, 인식 전면부(132)는, 비록 도면에서의 상세 도시는 생략하였으나, 원격지의 대상물에 부착된 RFID 태그의 정보를 인식하기 위한 송수신 안테나 등을 포함하는 인식 수단을 의미한다.

그리고, 리더기 본체(110)에는 사용자가 RFID 리더기를 사용할 때 잡기 위한 홈 형상의 손잡이(112)가 형성되어 있으며, 손잡이(112)의 하단 일측 소정 부분에는 센서 동작 버튼(114)과 기기 동작 버튼(116)이 각각 장착되어 있다. 따라서, 사용자는 손잡이(112)를 통해 RFID 리더기(100)를 잡은 상태에서 센서 동작 버튼(114) 또는 기기 동작 버튼(116)을 눌러 원하는 기능을 실현할 수 있다.

여기에서, 센서 동작 버튼(114)은 폴더형 안테나(130)가 닫힌 상태에서 대상물에 부착된 RFID 태그의 인식을 위해 사용자가 조작하는 것으로, 사용자가 센서 동작 버튼(114)을 누르면 폴더형 안테나(130)의 폴더가 열리면서(즉, 힌지(120)의 회전에 따라 개방되면서) 장착된 거리 인식 센서(122)가 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위(면적) 및 RFID 태그와 인식 전면부 사이의 거리를 측정하고, 이 측정된 크기 범위와 거리 값에 의거하여 폴더의 개방 정도(개방 각도)가 자동 조절된다.

이때, 힌지(120)에 제공되는 회전 동력은 센서 동작 버튼(114)의 조작에 응답하여 검출되는 대상물의 크기 범위 및 RFID 태그와 RFID 리더기(100)의 인식 전면부(132) 사이의 거리 값에 따라 결정되는 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호에 따라 발생되는데, 이와 같이 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위 및 RFID 태그와 RFID 리더기(130)의 인식 전면부(132) 사이의 거리 값에 의거하여 폴더의 개방 정도(개방 각도)가 자동 조절하는 구체적인 과정들에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 후에 상세하게 기술될 것이다.

즉, 본 실시 예의 RFID 리더기(100)는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위가 상대적으로 넓게 인식되거나 혹은 대상물과의 거리가 상대적으로 클 때, 일 예로서 도 2a에 도시된 바와 같이 폴더(RFID 리더기(100)의 인식 전면부(132))의 개방 각도를 상대적으로 크게 조절하고, 대상물의 크기 범위가 상대적으로 좁게 인식되거나 혹은 대상물과의 거리가 상대적으로 작을 때, 일 예로서 도 2b에 도시된 바와 같이 폴더(RFID 리더기(100)의 인식 전면부(132))의 개방 각도를 상대적으로 작게 조절한다. 여기에서, 폴더, 즉 인식 전면부(132)의 개방 각도는, 예컨대 0도 내지 180도 사이가 될 수 있다.

예컨대, 거리에 따른 개방 각도의 경우, 기준 개방 각도 값을 4개 정도(예컨대, 45도, 90도, 135도, 180도)로 기 설정할 수 있으며, 일 예로서 대상물까지의 거리가 50미터 이내일 때 개방 각도를 45도로, 거리가 50미터 내지 100미터일 때 개방 각도를 90도로, 거리가 101미터 내지 150미터일 때 개방 각도를 135도로, 거리가 151미터 이상일 때 개방 각도를 180도로 설정할 수 있다.

또한, 본 실시 예의 RFID 리더기는, 상기와는 달리, 거리에 따른 개방 각도를 선형적으로 결정, 예컨대 대상물까지의 거리가 0 내지 50미터 일 때 개방 각도를 0도 내지 45도 사이로, 거리가 50미터 내지 100미터일 때 개방 각도를 46도 내지 90도 사이로, 거리가 101미터 내지 150미터일 때 개방 각도를 91도 내지 135도 사이로, 거리가 151미터 이상 일 때 개방각도를 136도 내지 180도 사이로 선형적으로 결정할 수 있다.

한편, RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위(면적)에 따른 개방 각도의 경우, 기준 개방 각도 값을 4개 정도(예컨대, 45도, 90도, 135도, 180도)로 기 설정할 수 있으며, 일 예로서 대상물의 크기가 0 내지 0.5㎡ 일 때 개방 각도를 45도로, 크기가 0.6㎡ 내지 1㎡일 때 개방 각도를 90도로, 크기가 1.1㎡ 내지 1.5㎡일 때 개방 각도를 135도로, 크기가 1.6㎡ 이상일 때 개방 각도를 180도로 설정할 수 있다.

또한, 본 실시 예의 RFID 리더기는, 상기와는 달리, 크기 범위(면적)에 따른 개방 각도를 선형적으로 결정, 예컨대 대상물의 크기가 0 내지 0.5㎡ 일 때 개방 각도를 0도 내지 45도 사이로, 크기가 0.6㎡ 내지 1㎡일 때 개방 각도를 46도 내지 90도 사이로, 크기가 1.1㎡ 내지 1.5㎡일 때 개방 각도를 91도 내지 135도 사이로, 크기가 1.6㎡ 이상일 때 개방각도를 136도 내지 180도 사이로 선형적으로 결정할 수 있다.

이후, 사용자가 기기 동작 버튼(116)을 조작(인식 조작신호의 발생)하게 되면, 폴더형 안테나(130)의 인식 전면부가 대상물에 부착된 RFID 태그의 정보를 인식하게 된다. 물론, 상기와는 달리, 기기 동작 버튼(116)의 조작 없이 센서 동작 버튼(114)의 조작에 따라 폴더의 개방 각도가 최적으로 조절된 후 바로 RFID 태그 인식을 실행하도록 설정할 수도 있음은 물론이다. 여기에서, 거리 인식 센서(122)는 후술하는 도 5에 도시된 위치 인식 블록(502) 및 거리 계산 블록(504)을 포함하는 태그 인식 수단으로서 정의될 수 있다.

도 1c에 있어서, 미설명번호 118은 표시 패널을 의미하는 것으로, RFID 리더기(100)가 인식하는 RFID 태그의 내용 정보를 표시하거나 혹은 RFID 리더기(100)의 사용자 인터페이스시에 필요로 하는 화면 정보 등을 디스플레이하는 기능을 제공한다.

한편, 본 실시 예의 RFID 리더기는, 비록 도 1에서의 도시는 생략되었으나, 폴더형 안테나(130)의 인식 전면부(132)를 수동으로 개폐 조작하기 위한 수동 조작 버튼을 리더기 본체(110)의 외관 소정 부분에 더 포함할 수 있다.

따라서, 사용자는 센서 동작 버튼(114)을 조작하여 폴더형 안테나(130)의 인식 전면부(132)의 개방 각도를 자동 셋팅하는 것 뿐만 아니라 수동 조작 버튼의 조작을 통해 폴더, 즉 폴더형 안테나(130)의 인식 전면부(132)를 자신이 원하는 임의의 각도로 수동 조작할 수 있다.

또한, 접이식의 폴더형 안테나를 갖는 본 발명의 RFID 리더기는, 일 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 외관 구조 자체를 라운드 형태로 제작할 수도 있다.

다른 한편, 본 발명은, 일 예로서 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이 스틱 타입형 안테나를 갖는 RFID 리더기를 다른 실시 예로서 제공할 수 있다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 스틱 타입형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 사시도이고, 도 4c는 스틱 타입형 안테나를 갖는 RFID 리더기의 스틱 타입형 안테나가 180도 개방된 상태의 사시도이다.

도 4를 참조하면, 리더기 본체(410)에는 센서 조작 버튼(412)이 장착되며, 또한 도면에서의 도시는 생략되었으나, 도 1에 도시된 실시 예에서와 마찬가지로, 기기 동작 버튼, 수동 조작 버튼, 표시 패널 등이 리더기 본체(410)에 장착될 수 있으며, 이를 통해 동일한 기능들을 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 예의 RFID 리더기(400)는, 도 1에 도시된 실시 예에서와 마찬가지로, 회전 동력에 의해 회전하는 힌지를 통해 지지되는 접이식의 스틱 타입형 안테나(430)가 장착되는데, 이러한 스틱 타입형 안테나(430)는 4개의 스틱(432, 434, 436, 438)이 개폐 가능하게 배열되는 구조를 갖는다. 도 4c에 있어서, 미설명번호 432a, 434a, 436a, 438a 각각은 스틱 타입형 안테나(430)의 인식 전면부를 나타낸다.

아울러, 비록 도면에서의 도시는 생략되었으나, 도 1에 도시된 실시 예에서와 마찬가지로, 태그 인식 수단으로서 기능하는 거리 인식 센서가 장착됨은 물론이다.

따라서, 본 실시 예의 RFID 리더기(400)는, 도 1에 도시된 실시 예에서와 마찬가지 원리로, 스틱 타입형 안테나(430)가 닫힌 상태에서 대상물에 부착된 RFID 태그의 인식을 위해 사용자가 센서 동작 버튼(412)을 누르면 스틱 타입형 안테나(430)의 스틱들(432, 434, 436, 438)이 열리면서(즉, 힌지의 회전에 따라 개방되면서) 장착된 거리 인식 센서가 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위(면적) 및 RFID 태그와 인식 전면부들 사이의 거리를 측정하고, 이 측정된 크기 범위와 거리 값에 의거하여 스틱들의 개방 정도(개방 각도)가 자동 조절된다.

여기에서, 스틱 타입형 안테나(430)의 인식 전면부들의 개방 각도는, 예컨대 0도 내지 180도 사이가 될 수 있으며, 도 1에 도시된 실시 예에서와 마찬가지로, 대상물의 크기 범위(면적) 및/또는 RFID 태그와 리더기 사이의 거리에 따라 기 설정된 기준 개방 각도 중의 하나로 결정되거나 혹은 선형적으로 결정될 수 있다.

한편, 본 실시 예에서는 RFID 리더기에 장착되는 스틱 타입형 안테나를 4개의 스틱으로 구성하는 것으로 하여 설명하였으나, 이것은 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시적인 제시일 뿐 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요 또는 용도에 따라 스틱 배열 구조를 3개 스틱으로 하거나 혹은 4개 이상의 스틱으로 형성할 수도 있음은 물론이다.

다음에, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 리더기의 안테나 제어 장치에 대한 구성 및 그 동작 과정에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 리더기의 안테나 제어 장치의 블록구성도로서, 위치 인식 블록(502), 거리 계산 블록(504), 안테나 범위 설정 블록(506), 힌지 제어 블록(508) 및 힌지 구동 블록(510) 등을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 위치 인식 블록(502)은 RFID 태그가 부착된 대상물(사물)의 크기 범위를 인식하는 센서를 의미하는 것으로, 대상물의 상하좌우의 크기 범위를 인식하여 안테나 범위 설정 블록(506)으로 전달한다.

그리고, 거리 계산 블록(504)은 RFID 리더기(즉, 폴더형 안테나 또는 스틱 타입형 안테나의 인식 전면부)와 대상물에 부착된 RFID 태그 사이의 거리 값을 측정하는 센서를 의미하는 것으로, RFID 리더기의 송신신호(Tx 신호)와 수신신호(Rx 신호) 간의 시간차를 이용하여 거리 값을 계산하며, 이와 같이 계산된 거리 값은 안테나 범위 설정 블록(506)으로 전달된다.

다음에, 안테나 범위 설정 블록(506)은 위치 인식 블록(502)으로부터 제공되는 크기 범위 및/또는 거리 계산 블록(504)으로부터 제공되는 거리 값에 의거하여 안테나(폴더형 안테나 또는 스틱 타입형 안테나의 인식 전면부)의 개방 각도 값을 결정하는 것으로, 이러한 안테나의 개방 각도 값은 크기 범위 및/또는 거리 값에 따라 기 설정된 기준 개방 각도 중의 하나로 결정되거나 혹은 선형적으로 결정될 수 있으며, 이와 같이 결정되는 개방 각도 값은 힌지 제어 블록(508)으로 전달된다.

즉, 안테나 범위 설정 블록(506)에서는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위(면적)가 상대적으로 넓거나 혹은 대상물과의 거리가 상대적으로 클 때, 안테나의 인식 전면부의 개방 각도를 상대적으로 크게 조절하고, 대상물의 크기 범위가 상대적으로 좁거나 혹은 대상물과의 거리가 상대적으로 작을 때, 안테나의 인식 전면부의 개방 각도를 상대적으로 작게 조절하는 개방 각도 값을 결정한다.

한편, 힌지 제어 블록(508)은, 예컨대 안테나(폴더형 안테나 또는 스틱 타입형 안테나)를 지지하는 힌지의 회전 동작을 제어하기 위한 제어 회로 등을 포함하는 것으로, 센서 동작 버튼(114 또는 412)으로부터 사용자 조작에 따른 센서 조작신호가 입력될 때 안테나의 인식 전면부를 기 설정된 소정 각도로 개방시키기 위한 힌지 구동신호를 발생하여 힌지 구동 블록(510)으로 제공하고, 안테나 범위 설정 블록(506)으로부터 개방 각도 값이 제공될 때 그에 상응하는 힌지 구동신호를 발생하여 힌지 구동 블록(510)으로 제공하는 등의 기능을 제공한다.

그리고, 힌지 구동 블록(510)은, 예컨대 모터 드라이버, 구동 모터 등을 포함하는 것으로 힌지 제어 블록(508)으로부터 제공되는 힌지 구동신호를 따라 구동 모터를 정회전 또는 역회전시킴으로써, 힌지를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 힌지에 의해 지지되는 안테나의 개폐(개방, 폐쇄, 개방 각도 조절 등) 제어를 위한 회전 동력을 제공한다.

따라서, 힌지 구동 블록(510)이 제공하는 회전 동력에 따라 안테나를 고정 지지하는 힌지가 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써, 안테나의 인식 전면부가 개방 각도가 개폐되어 될 것이다.

한편, 도 5에서의 도시는 생략하였으나, 본 발명의 안테나 제어 장치는 수동 조작 블록, 즉 안테나의 인식 전면부를 원하는 개방 각도로 수동 조절하는 수동 조작 블록을 더 포함할 수 있으며, 이를 위하여 리더기 본체의 외곽 소정 부분에 수동 조작 버튼이 장착될 수 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 안테나 제어 장치를 이용하여 RFID 리더기에 장착된 접이식 안테나의 개방 각도를 조절하는 일련의 과정에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 대상물에 부착된 RFID 태그와 리더기 사이의 거리에 따라 안테나의 개방 각도를 적응적으로 개방시키는 주요 과정을 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 사용자가 자신이 휴대한 RFID 리더기의 센서 동작 버튼(114 또는 412)을 조작(센서 조작신호의 발생)하면(단계 602), 힌지 제어 블록(508)에서는 그에 상응하는 힌지 구동신호(또는 안테나 개방신호)를 발생하여 힌지 구동 블록(510)으로 제공하며, 이에 응답하여 힌지 구동 블록(510)이 회전 동력을 발생시켜 힌지를 회전시킴으로써, 힌지를 통해 고정 지지되는 안테나의 인식 전면부가 소정 각도로 개방된다(단계 604).

다음에, 안테나가 소정 각도로 개방되면, 위치 인식 블록(502)에서는 RFID 태그가 부착된 대상물(사물)의 크기 범위, 즉 대상물의 상하좌우의 크기 범위(면적)를 인식하고(단계 606), 거리 계산 블록(504)에서는 안테나의 인식 전면부와 대상물에 부착된 RFID 태그 사이의 거리 값을 계산(측정)한다(단계 608). 여기에서, 거리 값은 RFID 리더기의 송신신호(Tx 신호)와 수신신호(Rx 신호) 간의 시간차를 이용하여 계산될 수 있다.

이어서, 안테나 범위 설정 블록(506)에서는 인식된 크기 범위 및/또는 계산된 거리 값에 의거하여 안테나(폴더형 안테나 또는 스틱 타입형 안테나의 인식 전면부)의 개방 각도 값을 결정한 후 이를 힌지 제어 블록(508)으로 전달한다(단계 610). 여기에서, 결정되는 개방 각도 값은 기 설정된 기준 개방 각도 중의 하나로 결정되거나 혹은 선형적으로 결정될 수 있으며, RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위(면적)가 상대적으로 넓거나 혹은 대상물과의 거리가 상대적으로 클 때, 상대적으로 크게 결정되고, 대상물의 크기 범위가 상대적으로 좁거나 혹은 대상물과의 거리가 상대적으로 작을 때, 상대적으로 작게 결정될 수 있다.

따라서, 힌지 제어 블록(508)에서는 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호를 발생하며(단계 612), 그 결과 힌지 구동 블록(510)이 힌지를 회전시키기 위한 회전 동력을 발생함으로써, 안테나를 고정 지지하는 힌지가 정방향 또는 역방향으로 회전하여 안테나, 즉 안테나 인식 전면부의 개방 각도가 결정된 개방 각도 값으로 조절된다(단계 614). 즉, 안테나의 인식 전면부는 대상물의 크기 범위 및/또는 대상물에 부착된 RFID 태그와 인식 전면부 사이의 거리 값에 따라 적절한 개방 각도로 조절된다.

이후, RFID 리더기는 자동 또는 사용자 조작에 응답하여 대상물에 부착된 RFID 태그의 정보를 고 정밀하고 신속하게 인식하게 될 것이다.

도 7은 본 발명의 발명자가 안테나 변경 전의 종래 대조군과 안테나 변경 후의 본 발명의 실험군 간의 기능을 실험한 실험 결과를 보여주는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 발명자들은 본 발명의 RFID 리더기 및 그 안테나 제어 장치는 종래의 RFID 리더기에 비해 인식률과 인식 속도 면에서 매우 우수함을 알 수 있었다.

예컨대, 120개의 대상물에 대해 2미터 거리에서 1분 동안 RFID 태그의 인식 작업을 실험해본 바, 종래 대조군에서는 44개, 즉 36% 정도의 RFID 태그 정보를 인식하였으나, 본 발명의 실험군에서는 75개, 즉 62% 정도의 RFID 태그 정보를 인식하였으며, 120개의 대상물에 대해 근접 거리에서 120개 모두의 RFID 태그를 인식하는 종래 대조군에서는 24초가 소요되었으나, 본 발명의 실험군에서는 11초만이 소요됨을 알 수 있다.

상기 실험과 관련하여, 본 발명의 발명자들은 85개의 대상물과 50개의 대상물 각각에 대해서도 그 거리를 달리해 하면서 실험을 수행하였으며, 그 결과는 120개 대상물의 실험에서와 마찬가지로, 종래 대조군에 비해 본 발명의 실험군이 매우 우수한 인식률 및 인식 속도를 가짐을 알 수 있었다.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

100, 400 : RFID 리더기
110, 410 : 리더기 본체
112 : 손잡이
114, 412 : 센서 동작 버튼
116 : 기기 동작 버튼
118 : 표시 패널
120 : 힌지
122 : 거리 인식 센서
130 : 폴더형 안테나
132, 432a - 438a : 인식 전면부
432 - 438 : 스틱
502 : 위치 인식 블록
504 : 거리 계산 블록
506 : 안테나 범위 설정 블록
508 : 힌지 제어 블록
510 : 힌지 구동 블록

Claims

센서 조작신호를 발생하는 조작 블록과,
상기 센서 조작신호에 응답하여 접이식 안테나의 전방 측에 위치하는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위와 상기 RFID 태그 및 접이식 안테나의 인식 전면부 사이의 거리 값에 의거하여 상기 인식 전면부의 개방 각도 값을 결정하는 태그 인식 수단과,
상기 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호를 발생하는 힌지 제어 블록과,
상기 발생된 힌지 구동신호에 따라 힌지를 회전시켜 상기 힌지에 의해 지지되는 상기 접이식 안테나의 인식 전면부를 상기 개방 각도 값만큼 개방시키는 힌지 구동 블록
을 포함하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 태그 인식 수단은,
상기 대상물의 크기 범위를 인식하는 위치 인식 블록과,
상기 RFID 태그와 상기 인식 전면부 사이의 거리 값을 계산하는 거리 계산 블록과,
상기 인식된 크기 범위와 계산된 거리 값에 의거하여 상기 개방 각도 값을 결정하는 안테나 범위 설정 블록
을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 위치 인식 블록은,
상기 대상물의 상하좌우의 크기 범위를 인식하는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 거리 계산 블록은,
리더기의 송신신호와 수신신호의 시간차를 이용하여 상기 거리 값을 계산하는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 안테나 범위 설정 블록은,
서로 다른 거리 범위에 각각 대응하는 서로 다른 각도로 기 설정된 다수의 기준 개방 각도 값들 중 어느 하나를 상기 개방 각도 값으로 선택하는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 안테나 범위 설정 블록은,
상기 인식된 크기 범위와 계산된 거리 값에 따라 기 설정된 거리 범위 이내에서 상기 개방 각도 값을 선형적으로 결정하는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 안테나 제어 장치는,
사용자 조작에 따라 상기 접이식 안테나의 인식 전면부를 수동으로 개폐시키는 수동 조작 블록
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접이식 안테나는,
2개의 폴더가 개폐 가능하게 배열된 폴더형 안테나인
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접이식 안테나는,
4개의 스틱이 개폐 가능하게 배열된 스틱 타입형 안테나인
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 스틱 배열형 안테나는,
좌 또는 우 방향으로 회전 가능한
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 장치.
접이식 안테나의 전방 측에 위치하는 RFID 태그가 부착된 대상물의 크기 범위를 인식하는 과정과,
상기 RFID 태그와 상기 접이식 안테나의 인식 전면부 사이의 거리 값을 계산하는 과정과,
상기 인식된 크기 범위와 계산된 거리 값에 의거하여 개방 각도 값을 결정하는 과정과,
상기 결정된 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호로 힌지를 회전시켜 상기 힌지에 의해 지지되는 상기 접이식 안테나의 인식 전면부를 상기 결정된 개방 각도 값만큼 개방시키는 과정
을 포함하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 크기 범위는,
상기 대상물의 상하좌우의 크기 범위인
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 거리 값은,
리더기의 송신신호와 수신신호의 시간차를 이용하여 계산되는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 개방 각도 값은,
서로 다른 거리 범위에 각각 대응하는 서로 다른 각도로 기 설정된 다수의 기준 개방 각도 값들 중 어느 하나가 선택되는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 개방 각도 값은,
상기 인식된 크기 범위와 계산된 위치 거리 값에 따라 기 설정된 거리 범위 이내에서 선형적으로 결정되는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법.
제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접이식 안테나는,
2개의 폴더가 개폐 가능하게 배열된 폴더형 안테나인
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법.
제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접이식 안테나는,
4개의 스틱이 개폐 가능하게 배열된 스틱 타입형 안테나인
것을 특징으로 하는 RFID 리더기의 안테나 제어 방법.
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대상물에 부착된 RFID 태그의 인식을 위한 전자 회로가 내장된 리더기 본체와,
상기 리더기 본체의 일 단면에 회전 동력에 의해 회전 가능하게 형성된 힌지와,
상기 힌지를 통해 지지되며, 상기 힌지의 회전에 따라 그 인식 전면부가 자동 개폐되는 접이식 안테나
를 포함하고,
상기 회전 동력은,
상기 대상물의 크기 범위 및 상기 RFID 태그와 접이식 안테나 사이의 거리 값에 따라 결정되는 개방 각도 값에 상응하는 힌지 구동신호에 따라 발생되는
것을 특징으로 하는 RFID 리더기.
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