KR101294709B1 - 매설용 ｒｆｉｄ 태그의 매설 방법 - Google Patents

매설용 ｒｆｉｄ 태그의 매설 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법은 RFID 태그 혹은 태그 안테나의 직경보다 크고, 상부에 RFID 태그가 장착되는 접지판을 상기 RFID 태그가 지표면보다 돌출되거나 RFID 태그의 하부면이 상기 지표면과 일직선이 되도록 하여 RFID 태그를 매설함으로써, 접지판(ground plane)이 모두 금속으로 되어 있거나, 접지판의 속이 금속으로 채워 있지 않고 접지판 외곽면이 금속으로 되어 있을 경우 태그 안테나의 이득에 영향을 미치지 않기 때문에 접지판에 RFID 태그를 부착한 후 이를 지표면에 매설함으로써, RFID 태그의 인식 거리를 최대화 할 수 있다.
매설, RFID, 태그, 지표, 이득

Description

매설용 ＲＦＩＤ 태그의 매설 방법{UNDERGROUND RFID TAG UNDERGROUNDING METHOD}
본 발명은 RFID 태그의 매설에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RFID 태그의 접지판 모양을 조절하고, 매설시 태그가 매설 표면과 일직선 상태 혹은 지표면보다 약간 튀어나오도록 설치하여 RFID 태그 매설 시 때 인식 거리를 최대화 할 수 있는매설용 RFID 태그의 매설 방법에 관한 것이다.
전파 식별 시스템(Radio Frequency IDentification System, 이하에서는 ‘RFID 시스템’이라고도 함)은 물류, 교통, 보안 또는 안전 등의 다양한 응용 분야에 활용된다. 일반적으로 RFID 시스템은 전파 식별 태그(Radio Frequency IDentification Tag, 이하에서는 ‘RFID 태그’라고도 함) 및 전파 식별 리더(Radio Frequency IDentification Reader, 이하에서는 ‘RFID 리더’라고도 함)를 포함한다.
RFID 태그가 부착된 물체가 RFID 리더의 인식 영역에 위치하면, RFID 리더는 특정한 주파수를 가지는 연속적인 전자파(Continuous Electromagnetic Wave)를 변조한 질문 신호(Interrogating Signal)를 RFID 태그로 송출한다. 이후 RFID 태그는 내부의 메모리에 저장된 정보를 RFID 리더에게 전달하기 위해, RFID 리더로부터 송출된 전자파를 후방산란 변조(Back-scattering Modulation) 하여 변조된 전자파를 RFID 리더에게 되돌려 보낸다. 이때 후방산란 변조는 RFID 리더로부터 송출된 전자파를 RFID 태그가 산란시켜 리더에게 되돌려 보낼 때, 그 산란되는 전자파의 크기나 위상을 변조하여, RFID 태그에 저장된 정보를 보내는 방법이다.
이와 같은 RFID 태그는 RFID 태그를 부착하는 물체에 따라 동작 주파수, 배터리의 유무, 동작 원리를 선택한다. 금속에 부착하기 위한 RFID 태그는 소형화 진행이 되어 있으나 콘크리트 혹은 아스팔트 바닥 매설용의 태그는 설치 후 유지보수상의 어려움이 있고, 매설시에 충분한 인식거리 확보할 수가 없다. 또한 매설하는 기준이 나와 있지 않고 매설하는 바닥의 재질에 따라 RFID 태그와 리더 사이의 인식거리가 줄어든다.
실제로 매설했을 때, 인식거리를 최대화하기 위하여, 리더, 태그간 최대 출력을 조절하고 수신감도가 좋은 리더나 태그를 선정할 뿐, 매설을 위한 태그의 안테나 패턴을 설계하고, 매설 방법을 정하여서, 매설시에 인식거리를 최대화시키는 방법에 대해서는 전무한 실정이다.
본 발명은 상기와 같이 RFID 태그의 인식 거리를 높이기 위한 연구 결과로 안출된 것으로서, RFID 태그의 접지판 모양을 조절하고, 매설시 태그가 매설 표면과 일직선 상태 혹은 지표면보다 약간 튀어나오도록 설치함으로써 매설했을 때 인식 거리를 최대화 할 수 있는 매설용 RFID 태그의 매설 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법은 상기 RFID 태그 혹은 태그 안테나의 직경보다 크고, 상부에 상기 RFID 태그가 장착되는 접지판을 상기 RFID 태그가 지표면보다 돌출되거나 상기 RFID 태그의 하부면이 상기 지표면과 일직선이 되도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법에서 상기 접지판은, 원기둥 또는 사각 기둥 형태를 갖을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법에서 상기 접지판은 금속 재질일 수 있으며, 상기 접지판의 내부가 비어 있거나 내부에 절연 물질이 충진될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법에서 상기 절연 물질은 플라스틱일 수 있으며, 상기 접지판은, 절연물질에 금속을 도금하거나 금속 테이프를 부착하여 형성할 수 있다.
다른 견지에서 본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법은 상기 RFID 태그 혹은 태그 안테나의 직경보다 크고, 상부에 상기 RFID 태그가 장착되고 하부에 금속 돌출부를 갖는 접지판을 상기 RFID 태그의 일부 또는 전부가 지표면 아래에 매립되도록 매설한다.
본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법에서 상기 접지판은 금속 재질일 수 있으며, 절연물질에 금속을 도금하거나 금속 테이프를 부착하여 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법에서 상기 금속 돌출부는, 절연물질에 금속을 도금하거나 금속 테이프를 부착하여 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법에서 상기 금속 돌출부는, 상기 접지판의 좌우측 끝 부분 일부를 꺾어서 형성할 수 있다.
본 발명은 접지판(ground plane)이 모두 금속으로 되어 있거나, 접지판의 속이 금속으로 채워 있지 않더라도 지표판의 외곽면이 금속으로 되어 있다면 태그 안테나의 이득에 영향을 미치지 않기 때문에 접지판에 RFID 태그를 부착한 후 이를 지표면에 매설함으로써, RFID 태그의 인식 거리를 최대화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 제한된 크기에서 RFID 태그의 접지판 모양을 조절하고, 매설시 태그가 매설 표면과 일직선 상태 혹은 지표면보다 약간 튀어나오도록 설치함 으로써 매설했을 때 인식 거리를 최대화 할 수 있다.
본 발명은 매설시 RFID 태그가 매설 지표면 보다 안쪽으로 매설될 경우, RFID 태그의 아래 접지판의 하부에 소형 돌출 기둥인 금속 돌출부를 달아서, 인식거리를 최대화 할 수 있다.
이러한 잇점으로 인해 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 태그는 측량점으로서 활용할 수 있으며, 이런 경우 일반적인 매설용 RFID 태그에 비해 인식거리가 길어서 이점이 있으며, RFID 태그가 매설된 지점을 RFID 리더가 장착된 이동체가 통과할 때 RFID 리더를 통해 매설된 RFID 태그가 인식됨으로써 이동체의 위치를 추적할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 매설용 RFID 태그는 지면의 바닥면에 매설할 수 있고, 콘크리트 재질을 포함한 다양한 건물 혹은 기둥일 경우에도 적용할 수 있을 뿐만 아니라 접지판의 형태를 조절하여 다양한 재질로 되어 있는 곳에 매설하여 인식거리를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 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 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 한된 크기에서 RFID 태그의 접지판 모양을 조절하고, 매설시 태그가 매설 표면과 일직선 상태 혹은 지표면보다 약간 튀어나오도록 설치함으로써 매설했을 때 인식 거리를 최대화 할 수 있는 RFID 태그의 매설 방법에 대해 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그 장치에 대해 설명하기 위한 RFID 태그 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, RFID 태그 시스템은 특정한 주파수를 가지는 연속적인 전자파를 변조한 질문 신호를 송출하고, 송출된 질문 신호에 대응하는 응답 신호를 수신하는 RFID 리더(100) 및 RFID 리더(100)가 송출한 질문 신호를 수신하고, 수신한 신호를 후방산란 변조한 응답 신호를 RFID 리더(100)로 전송하는 RFID 태그(200)를 포함한다. 이때, 질문 신호 및 응답 신호의 각각은 무선 주파수 신 호(Radio Frequency Signal, 이하에서는 ‘RF 신호’라고도 함)에 해당한다.
본 발명의 실시 예에서 RFID 리더(100)는 송신부(110), 수신부(130) 및 리더 안테나(150)를 포함한다.
송신부(110)는 리더 안테나(150)를 통해 질문 신호를 RFID 태그(200)로 송출하고, 수신부(130)는 리더 안테나(150)를 통해 RFID 태그(200)가 전송하는 응답 신호를 수신한다. 이때 리더 안테나(150)는 송신부(110) 및 수신부(130)의 각각과 전기적으로 연결되어 있다.
본 발명의 실시 예에서 RFID 태그(200)는 태그 안테나(210), 프런트 엔드(230) 및 신호 처리부(250)를 포함한다.
태그 안테나(210)는 RFID 리더(100)가 송출하는 질문 신호를 수신하여 수신한 질문 신호를 프런트 엔드(230)로 전달하고, 프런트 엔드(230)는 태그 안테나(210)로부터 전달받은 신호를 직류전압으로 변환하여 신호 처리부(250)가 동작하는데 필요한 전력을 공급하고, RF 신호에 해당하는 질문 신호로부터 기저대역 신호를 추출한다.
신호 처리부(250)는 프런트 엔드(230)로부터 기저대역 신호를 입력받아, 입력된 신호를 후방산란 변조하여 RFID 리더(100)가 송출한 질문 신호에 대응하는 응답 신호를 RFID 리더(100)로 전송한다.
이때, RFID 시스템의 인식 거리를 향상시키기 위해서는 태그 안테나(210)가 프런트 엔드(230)로 수신한 신호를 손실이 거의 없이 효율적으로 전달할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 태그 안테나(210)의 임피던스가 프런트 엔드(230)의 임피던 스와 공액 정합(Conjugate Matching) 되어야 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 적용되는 RFID 태그의 구성을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, RFID 태그는 프런트 엔드와 신호 처리부를 포함하는 전파 식별 태그 칩(Radio Frequency IDentification Tag Chip, 이하에서는 ‘RFID 태그 칩’이라고도 함)(10) 및 태그 안테나(210)를 포함한다.
태그 안테나(210)가 안테나로서 동작을 하기 위해서는 1개의 유전체 기판(311), 1개의 단락판(351) 및 1개의 급전 터미널(371)을 포함한다. 그리고 태그 안테나(210)는 종단이 개방된 전송선 구조의 패치 안테나로서 방사 패치의 한 끝을 개방시킨 후 개방 위치로부터 약 0.5파장만큼 끌고 와서 태그 칩을 장착하였다. 태그 안테나(210)의 방사패치의 길이(l)은 27mm로 고정하고, 패치의 폭(w)와 슬롯의 길이(s)를 조정하여 안테나의 동작주파수에서 임피던스를 조정할 수 있고 본 발명에서는 RFID 태그의 크기는 W’=32mm, w=25mm, s=3.2mm가 되도록 설계한 예를 도시하고 있다.
유전체 기판(311)은 곡선 모서리와 직선 모서리로 구성된 다면체의 형상이고, 아랫면(352)은 접지면(Ground Plane)에 해당한다. 태그안테나(210)은 단락판(351)에 의해 단락되고, 반대쪽 종단은 개방된다. 단락판(351)은 직사각형의 형상으로 유전체 기판(311)의 4개의 측면 중 하나의 측면 즉, 도면상에서 유전체 기판(311)의 우측 측면에 형성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 RFID 태그가 매설되는 방법에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법을 설명하기 위한 접지판과 RFID 태그가 부착된 상태를 도시한 도면이며, 도 4a 내지 도 4b는 매설용 RFID 태그가 장착되는 접지판의 형태와 지표면에 매설된 상태를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, RFID 태그(200)는 지표면에 매설되는 매설용 태그로서, 금속에 장착 가능할 뿐만 아니라 RFID 태그(200)보다 면적이 넓은 접지판(400) 상부에 위치할 수 있다.
여기서, 접지판(400)은 RFID 태그(200)보다 직경이 크고 일정 높이, 예컨대 10cm 이상의 높이를 갖으며, 그 모양은 원기둥 또는 사각 기둥 형태일 수 있다.
접지판(400)의 내부는 도 4a에 도시된 바와 같이 비어져 있거나, 도 4b에 도시된 바와 같이 절연 물질(410), 예컨대 플라스틱이 채워져 있을 수 있다. 이러한 접지판(400)은 지표면(500)에 매설될 수 있는데, 즉 접지판(400)은 RFID 태그(200)가 지표면(500)보다 돌출되거나 RFID 태그(200)의 하부면이 지표면(500)과 일직선이 되도록 지표면(500)에 매설될 수 있다.
매설된 접지판(400)의 상부에 돌출된 RFID 태그(200)는 레이돔(radome)(420)에 의해 보호될 수 있으며, 레이돔(420)은 RFID 태그(200)뿐만 아니라 접지판(400)의 상부 전체를 덮는 구조를 갖는다.
이러한 접지판(400)은 절연 물질, 예컨대 플라스틱에 금속을 도금하거나 금속 테이프를 부착하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서 이용되는 접지판(400)은 금속 물질을 이용하여 구 현할 수 있거나, 절연 물질, 예컨대 플라스틱 물질에 금속을 도금하거나 절연 물질의 표면에 금속 테이프를 부착시켜 구현할 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그를 매설하기 위한 접지판의 구조를 도시한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 접지판(510)의 상부에는 RFID 태그(200)가 장착되며, 하부에는 금속으로 된 금속 돌출부(510a, 510b)가 설치되어 있다.
또한, 접지판(510)의 직경은 RFID 태그(200)의 직경보다 크고, 예컨대 2배 이상 크고, RFID 태그(200)의 두께보다 낮은 두께를 갖는다.
이러한 접지판(510)은 지표면(500)에 매설될 수 있는데, 도 5a에 도시된 바와 같이 RFID 태그(200) 전체가 지표면(500)에 매립되도록 매설될 수 있으며, RFID 태그(200)는 레이돔(420)에 의해 보호될 수 있다. 레이돔(420)은 RFID 태그(200)뿐만 아니라 접지판(510)의 상부 전체를 덮는 구조를 갖는다.
이러한 접지판(510)은 절연 물질, 예컨대 플라스틱에 금속을 도금하거나 금속 테이프를 부착하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 접지판(510)의 하부에 금속 돌출부(510a, 510b)를 설치함으로써, RFID 태그(200)의 태그 안테나(210) 이득을 증가시킬 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 좌우측 끝 부분 일부를 꺾어서 금속 돌출부(510a, 510b)를 형성하고, 접지판(510)의 상부에 RFID 태그(200)를 장착한다.
이러한 구조를 갖는 접지판(510)은 지표면(500)에 매설될 수 있는데, 즉 도 5b에 도시된 바와 같이 RFID 태그(200) 전체가 지표면(500)에 매립되도록 매설될 수 있으며, RFID 태그(200)는 레이돔(420)에 의해 보호될 수 있다. 레이돔(420)은 RFID 태그(200)뿐만 아니라 접지판(510)의 상부 전체를 덮는 구조를 갖는다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 RFID 태그(200)의 전부가 지표면(500)에 매설되도록 접지판(510)을 매설하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, RFID 태그(200)의 일부가 돌출되도록 접지판(500)을 매설할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서 이용되는 접지판(510)은 금속 물질을 이용하여 구현할 수 있거나, 절연 물질, 예컨대 플라스틱 물질에 금속을 도금하거나 절연 물질의 표면에 금속 테이프를 부착시켜 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 좌우측 끝 부분 일부를 꺾인 구조를 갖는 접지판(510)을 이용하여 RFID 태그(200)를 매립함으로써, RFID 태그(200)의 태그 안테나(210) 이득을 증가시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 개시된 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특 허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그 장치에 대해 설명하기 위한 RFID 태그 시스템을 도시한 블록도이며,
도 2는 본 발명의 실시 예에 적용되는 RFID 태그의 구성을 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그의 매설 방법을 설명하기 위한 접지판과 RFID 태그가 부착된 상태를 도시한 도면이며,
도 4a 내지 도 4b는 매설용 RFID 태그가 장착되는 접지판의 형태와 지표면에 매설된 상태를 도시한 도면이며,
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 매설용 RFID 태그를 매설하기 위한 접지판의 구조를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : RFID 태그 400, 510 : 접지판
410 : 절연 물질 420 : 레이돔
500 : 지표면 510a, 510b : 금속 돌출부

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
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  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. RFID 태그를 매설하는 방법으로서,
    상기 RFID 태그 혹은 태그 안테나의 직경보다 크고, 상부에 상기 RFID 태그가 장착되고 하부에 금속 돌출부를 갖는 접지판을 상기 RFID 태그의 일부 또는 전부가 지표면 아래에 매립되도록 매설하는
    매설용 RFID 태그의 매설 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 접지판은 금속 재질인
    매설용 RFID 태그의 매설 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 접지판은, 절연물질에 금속을 도금하거나 금속 테이프를 부착하여 형성하는
    매설용 RFID 태그의 매설 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속 돌출부는, 절연물질에 금속을 도금하거나 금속 테이프를 부착하여 형성하는
    매설용 RFID 태그의 매설 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속 돌출부는, 상기 접지판의 좌우측 끝 부분 일부를 꺾어서 형성하는
    매설용 RFID 태그의 매설 방법.
KR1020090126583A 2009-12-18 2009-12-18 매설용 ｒｆｉｄ 태그의 매설 방법 KR101294709B1 (ko)

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