KR101382779B1 - Network system and mesurement method of position using network system - Google Patents
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Abstract
실시예에 의한 네트워크 시스템은 안테나를 통하여 송수신되는 신호를 처리하는 RF통신부; 상기 안테나를 통하여 수신된 신호의 강도를 측정하고, 수신신호를 증폭 또는 감쇠시키는 신호측정부; 및 상기 측정된 수신신호 강도에 따라 송신 근원지와의 제1 거리를 계산하고, 상기 수신신호 강도에 따라 상기 신호처리부의 증폭감쇠 동작을 제어하며, 상기 신호처리부의 증폭감쇠 수치에 의하여 상기 송신 근원지와의 제2 거리를 계산하는 제어부를 포함한다.Network system according to the embodiment RF communication unit for processing a signal transmitted and received through the antenna; A signal measuring unit which measures the strength of the signal received through the antenna and amplifies or attenuates the received signal; And calculating a first distance from the transmission source according to the measured received signal strength, controlling the amplification attenuation operation of the signal processor according to the received signal strength, and controlling the amplification attenuation of the signal processor by the amplification attenuation value. It includes a control unit for calculating the second distance of the.
실시예에 의하면, 네트워크를 구성하는 각 노드 사이의 거리와 위치를 정확히 파악할 수 있으므로 빌딩 관리 등과 같은 다양한 유비쿼터스 서비스의 기반을 마련할 수 있는 효과가 있다. 또한, 네트워크를 구성하는 노드 사이의 수신감도를 조절하여 RF통신을 수행할 수 있고 인식 영역을 확장할 수 있으므로 데이터의 에러(error)율, 안정성(stability)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment, since the distance and location between each node constituting the network can be accurately understood, the base of various ubiquitous services such as building management can be provided. In addition, since the RF sensitivity can be performed by adjusting the reception sensitivity between nodes constituting the network and the recognition area can be extended, an error rate and stability of data can be improved.
Description
도 1은 RFID 리더가 전자태그와 통신하는 형태를 개략적으로 도시한 도면.1 is a diagram schematically illustrating a form in which an RFID reader communicates with an electronic tag.
도 2는 실시예에 따른 네트워크 시스템의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.2 is a block diagram schematically illustrating components of a network system according to an embodiment.
도 3은 실시예에 따른 네트워크 시스템의 신호측정부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.3 is a block diagram schematically illustrating components of a signal measuring unit of a network system according to an embodiment;
도 4는 실시예에 따른 네트워크 시스템이 거리를 계산하기 위하여 구비하는 데이터 테이블을 예시한 도면.4 is a diagram illustrating a data table provided by the network system according to the embodiment for calculating the distance.
도 5는 실시예에 따른 네트워크 시스템에 의하여 인식 거리가 확장되는 형태를 모식화한 도면.5 is a view schematically illustrating a form in which a recognition distance is extended by a network system according to an embodiment.
도 6은 실시예에 따른 네트워크 시스템이 빌딩 내부에 설치되는 형태를 예시한 도면.6 is a diagram illustrating a network system installed in a building according to an embodiment.
도 7은 실시예에 따른 네트워크 시스템의 RF통신부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.7 is a block diagram schematically illustrating components of an RF communication unit of a network system according to an embodiment.
도 8은 실시예에 따른 네트워크 시스템을 이용한 위치 측정 방법을 도시한 흐름도.8 is a flowchart illustrating a location measuring method using a network system according to an embodiment.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
100: 네트워크 시스템 105: 안테나부100: network system 105: antenna unit
110: 제1스위치부 120: 신호측정부110: first switch unit 120: signal measuring unit
121: 제1필터 122, 124: 제1감쇠기, 제2감쇠기121:
123, 125: 제1증폭기, 제2증폭기 126: 감지기123, 125: first amplifier, second amplifier 126: detector
130: RF통신부 140: 제어부130: RF communication unit 140: control unit
145: 센서부 150: 유무선통신부145: sensor unit 150: wired and wireless communication unit
실시예는 위치 측정이 가능한 네트워크 시스템 및 네트워크 시스템을 이용한 위치 측정 방법에 대하여 개시한다.The embodiment discloses a network system capable of position measurement and a position measurement method using the network system.
현재, 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술이 많은 이들의 주목을 받고 있는데, 유비쿼터스 네트워크 기술이란 시간과 장소에 구애됨이 없이 다양한 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다.Nowadays, ubiquitous network technology is attracting attention of many people. Ubiquitous network technology means a technology that makes it possible to connect to various networks smoothly regardless of time and place.
이러한 유비쿼터스 네트워크 기술의 예로 RFID 기술을 들 수 있다.An example of such ubiquitous network technology is RFID technology.
RFID 시스템은 상품에 부착되어 세부정보가 내장된 전자태그, 상기 전자태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 RFID리더로 이루어지며, 전자태그가 상기 RFID리더가 위치되는 지역을 통과하며 정보를 전달하게 되므로 상품의 유통, 조립, 가격 변동, 판매 등의 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공한다.The RFID system consists of an electronic tag attached to a product and embedded with detailed information, and an RFID reader that reads the information of the electronic tag by using RF communication. As a result, the distribution, assembly, price fluctuation, and sale of goods can be managed efficiently.
따라서, 전자태그가 RFID리더의 안테나 영역을 통과하는 위치와 속도, 전자태그가 부착된 상품의 포장 재질(가령, 팔레트 적재물의 경우) 등의 요인에 따라 전파 환경의 변화가 심하고, 이러한 전파 환경의 변화에 따라 RFID리더가 수신하는 데이터의 에러(error)율, 안정성(stability), 인식 거리 등에도 차이가 생기게 된다.Therefore, the radio wave environment varies greatly depending on factors such as the position and speed at which the electronic tag passes through the antenna area of the RFID reader, and the packaging material (for example, pallet load) of the product with the electronic tag. According to the change, an error rate, stability, recognition distance, etc. of data received by the RFID reader may be different.
도 1은 RFID리더(30)가 전자태그(10, 20)와 통신하는 형태를 개략적으로 도시한 도면인데, RFID리더(30)는 송신 대역과 수신 대역으로 2개의 안테나를 구비하여 전자태그와 RFID통신을 수행한다.FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a form in which the
RFID 통신 방식은 송수신 신호가 동일한 주파수 대역을 사용하는 구조를 가지며, 따라서 RF단이 아닌 베이스밴드단에서 송수신 신호가 구분되어 처리되므로 안테나가 송수신 대역으로 분리되어 구비된다.The RFID communication method has a structure in which transmit / receive signals use the same frequency band. Therefore, the transmit / receive signals are separated and processed at the baseband stage instead of the RF stage, so that the antenna is separated into the transmit / receive band.
또한, 상기 전자태그(10, 20)는 도 1에 도시된 것처럼 개개로 이동되는 전자태그(10) 또는 동일한 위치에 고정되는 전자태그(20) 등의 다양한 형태를 이루며 이에 따라 RFID리더 또한 핸들형 혹은 고정형의 구조를 가지므로, 전자태그(10, 20)와 RFID리더(30)의 통신 환경은 매우 유동적이라 볼 수 있다.In addition, the
따라서, 인식거리를 초과한 태그(10, 20)로부터의 신호는 RFID 리더(30)에 이르지 못하고 누설되는 경우가 발생된다.Therefore, the signal from the
또한, 태그(10, 20)는 RFID 리더(30)로부터 에너지 공급용 신호를 수신하여 전파 송출용 전력으로 사용하게 되는데, 태그(10, 20)가 RFID 리더(30)로부터 멀어질수록 에너지 공급용 신호의 세기가 저하되며, 태그(10, 20)는 충분한 전력으로 태그정보를 송신할 수 없게 된다.In addition, the
이러한 경우를 방지하기 위하여 보다 많은 수의 RFID 리더(30)가 배치되어야 하는데, 이러한 경우 리더(30) 간의 전파 간섭이 심하게 발생되어 태그인식률 및 인식거리가 낮아지는 문제점과 복잡한 네트워크를 형성하여야 하는 문제점이 있다.In order to prevent such a case, a larger number of
또한, 전자 태그(10, 20)의 판독 거리, 전자태그로의 에너지 공급 거리 및 인식률은 RFID리더(30)의 송신 전력에 따라 상당한 차이를 보이며, 최소한의 기준을 충족시키기 위하여 보통 RFID리더(30)는 보통 1W, EIRP(Effective lsotropic Radiated Power)의 경우 4W의 높은 전력의 신호를 송출한다.In addition, the reading distance of the
따라서, RFID 리더(30)는 높은 송신전력을 유지하기 위하여 필요 이상의 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있다.Therefore, the
실시예는 네트워크를 구성하는 각 노드 사이의 거리 및 위치를 정확히 파악하고, 인식 거리를 안정적으로 확보할 수 있는 네트워크 시스템 및 위치 측정 방법을 제공한다.The embodiment provides a network system and a position measuring method capable of accurately determining a distance and a position between each node constituting a network and stably securing a recognition distance.
또한, 실시예는 네트워크 상의 노드가 이동되는 경우 수신 감도를 임의적으로 조정하고 이에 따라 위치 인식 영역을 확장할 수 있는 네트워크 시스템 및 위치 측정 방법을 제공한다.In addition, the embodiment provides a network system and a position measuring method capable of arbitrarily adjusting the reception sensitivity when the node on the network is moved and thus expanding the location recognition area.
실시예는 네트워크를 구성하는 노드들 사이에 거리 정보 및 위치 정보를 공유함으로써 각 노드의 위치를 정확히 계산해낼 수 있는 네트워크 시스템 및 위치 측정 방법을 제공한다.The embodiment provides a network system and a location measurement method capable of accurately calculating the location of each node by sharing distance information and location information between nodes constituting the network.
실시예에 의한 네트워크 시스템은 안테나를 통하여 송수신되는 신호를 처리하는 RF통신부; 상기 안테나를 통하여 수신된 신호의 강도를 측정하고, 수신신호를 증폭 또는 감쇠시키는 신호측정부; 및 상기 측정된 수신신호 강도에 따라 송신 근원지와의 제1 거리를 계산하고, 상기 수신신호 강도에 따라 상기 신호처리부의 증폭감쇠 동작을 제어하며, 상기 신호처리부의 증폭감쇠 수치에 의하여 상기 송신 근원지와의 제2 거리를 계산하는 제어부를 포함한다.Network system according to the embodiment RF communication unit for processing a signal transmitted and received through the antenna; A signal measuring unit which measures the strength of the signal received through the antenna and amplifies or attenuates the received signal; And calculating a first distance from the transmission source according to the measured received signal strength, controlling the amplification attenuation operation of the signal processor according to the received signal strength, and controlling the amplification attenuation of the signal processor by the amplification attenuation value. It includes a control unit for calculating the second distance of the.
실시예에 의한 네트워크 시스템을 이용한 위치 측정 방법은 송수신 신호를 처리하는 RF통신부, 수신신호를 증폭 또는 감쇠시키는 신호측정부 및 상기 RF통신부와 상기 신호측정부를 제어하는 제어부를 포함하는 네트워크 시스템을 이용한 위치측정 방법에 관한 것으로서, 상기 신호측정부가 수신신호의 강도를 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 측정된 수신신호 강도에 따라 송신 근원지와의 제1 거리를 계산하는 단계; 상기 제어부가 상기 수신신호 강도가 기설정된 기준보다 낮은 경우 상기 수신신호 강도에 따라 상기 수신신호의 증폭감쇠 수치 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 증폭감쇠 수치 정보에 의하여 상기 송신 근원지와의 제2 거리를 계산하는 단계를 포함한다.A position measuring method using a network system according to an embodiment includes a position using a network system including an RF communication unit processing a transmission and reception signal, a signal measuring unit amplifying or attenuating a received signal, and a control unit controlling the RF communication unit and the signal measuring unit. A measuring method comprising: measuring, by the signal measuring unit, a strength of a received signal; Calculating, by the controller, a first distance from the transmission source according to the measured received signal strength; Generating, by the controller, amplification attenuation numerical information of the received signal according to the received signal strength when the received signal strength is lower than a preset reference; And calculating, by the control unit, a second distance from the transmission source based on the amplification attenuation numerical information.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템 및 네트워크 시스템을 이용한 위치 측정 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a network measuring system and a position measuring method using a network system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating components of a
도 2를 참조하면, 네트워크 시스템(100)은 안테나부(105), 제1스위치부(110), 신호측정부(120), RF통신부(130), 제어부(140), 센서부(145) 및 유무선통신부(150)를 포함하여 이루어진다.2, the
상기 네트워크 시스템(100)은 유비쿼터스 시스템, 가령, 리더 및 태그로 구성되는 RFID 시스템, 다수의 센서를 포함하는 USN(Ubiquitous sensor network) 시스템, AP(Access Point) 및 단말기를 포함하는 무선랜 시스템 등으로 구현될 수 있다.The
설명의 편의를 위하여, 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)은 RFID 태그 또는 리더인 것으로 한다.For convenience of description, the
상기 안테나부(105)는 하나 이상의 안테나를 포함하며, 제1스위치부(110)와 연결된다.The
상기 제1스위치부(110)가 신호 경로를 신호측정부(120) 또는 RF통신부(130)로 분기시킴으로써 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)은 자신의 위치, 또는 상대 시스템의 위치를 파악하거나 RFID 통신을 수행할 수 있다.The
상기 신호측정부(120)는 상기 안테나부(105)를 통하여 수신된 신호의 강도를 측정하고, 수신신호를 증폭 또는 감쇠시키는데, 신호측정부(120)에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 이하, 상기 신호측정부(120)에서 측정된 수신 신호의 강도는 "측정정보"라 지칭하기로 한다.The
상기 RF통신부(130)는 RF신호를 송수신처리하여 RFID 통신을 수행하는데, RF통신부(130)에 대해서는 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.The
상기 제어부(140)는 신호측정부(120)로부터 측정정보가 전달되면 측정정보를 분석하여 송신 근원지 가령, 상대 RFID 리더 또는 태그와의 거리를 계산한다.When the measurement information is transmitted from the
상기 측정정보에 의하여 계산된 거리를 이하, "제1 거리"라 한다.The distance calculated by the measurement information is hereinafter referred to as "first distance".
상기 제어부(140)는 수신신호 강도의 등급정보 및 수신신호 강도의 등급에 따라 설정된 거리정보를 가지고 있다. 상기 등급정보와 거리정보는 제어부(140)에 구비된 메모리(도시되지 않음)에 저장될 수 있다.The
따라서, 상기 제어부(140)는 측정정보가 전달되면 이를 등급정보에 따라 분류하고 매칭되는 거리정보를 상기 제1 거리정보로 해석할 수 있다.Therefore, when the measurement information is transmitted, the
이때, 상기 제어부(140)는 상기 측정정보의 등급이 기준레벨 이하로 판단되면, 상대 RFID 리더 또는 태그와의 거리를 보다 정확히 파악하기 위하여 제2 거리정보를 계산한다.At this time, if it is determined that the level of the measurement information is less than the reference level, the
즉, 상기 측정정보의 등급이 기준 레벨 이하이면, 상기 제어부(140)는 수신신호의 전력이 조정될 필요가 있다고 판단하고 이때 요구되는 증폭감쇠 수치(이하, "증폭감쇠 수치정보"라 함)를 계산한다.That is, if the level of the measurement information is less than the reference level, the
상기 제어부(140)는 상기 측정정보의 등급에 매칭되는 다수의 증폭감쇠 수치정보 및 증폭감쇠 수치정보에 매칭되는 거리정보를 가지고 있으며, 상기 증폭감쇠 수치정보가 결정되면 이에 매칭되는 거리정보를 상기 제2 거리정보로 해석할 수 있다.The
따라서, 상기 제2 거리정보는 제1 거리정보의 보정 정보로 간주될 수 있으며, 상기 제어부(140)는 제1 거리정보와 제2 거리정보를 합산하여 최종 거리정보를 산출한다.Accordingly, the second distance information may be regarded as correction information of the first distance information, and the
도 3은 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)의 신호측정부(120)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically illustrating components of the
도 3에 의하면, 상기 신호측정부(120)는 제1필터(121), 제1감쇠기(122), 제1증폭기(PA; Power Amplifier)(123), 제2감쇠기(124), 제2증폭기(125) 및 감지기(Detector)(126)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the
상기 제1필터(121)는 제1스위치부(110)와 연결되어 스위칭된 수신신호를 전달받고, 전달된 수신신호의 잡음성분을 필터링한다.The
상기 제1감쇠기(122)와 제2감쇠기(124)는 제어부(140)와 연결되어 증폭감쇠 수치정보를 전달받고, 이에 따라 수신신호의 전력을 감쇠시키거나 감쇠된 전력을 원래의 전력 레벨로 증폭시키는 기능을 수행한다.The
실시예에서 감쇠기(122, 124)는 두개로 구성되어 있으나, 인식 거리의 확장정도에 따라 보다 많은 개수로 구비될 수 있음은 물론이다.In the exemplary embodiment, two
상기 제1증폭기(123) 및 제2증폭기(125)는 각각 제1감쇠기(122) 및 제2감쇠기(124)의 후단에 연결되고, 감쇠되거나 증폭된 수신신호의 전력을 미세하게 증폭하여 안정적인 상태로 유지될 수 있도록 한다.The
상기 감지기(126)는 수신신호의 전력 레벨을 아날로그 DC성분의 신호로 변환하여 제어부(140)로 전달하며, 상기 아날로그 DC성분의 신호는 전술한 대로 제어부(140)에서 측정정보로 이용된다.The
상기 감지기(126)는 다이오드와 같은 수동소자를 이용한 검파회로를 포함하 거나 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 회로를 포함하여 구현될 수 있다.The
상기 감지기(126)가 RSSI 회로로 구현되는 경우, 가령 믹서, I-RSSI회로, Q-RSSI회로를 포함하여 이루어질 수 있으며, I-RSSI회로는 I(In-phase)신호의 수신 강도를 측정하고, Q-RSSI회로는 Q(Quadrature)신호의 수신 강도를 측정한다.When the
도 4는 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)이 거리를 계산하기 위하여 구비하는 데이터 테이블을 예시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a data table provided by the
도 4에 도시된 것처럼, 상기 제어부(140)는 측정정보(DET), 증폭감쇠 수치정보(ATT), 거리정보를 매칭시킬 수 있는 데이터 테이블을 가지고 있으며, 이에 따라 제2 거리를 계산한다.As shown in FIG. 4, the
상기 제어부(140)는 Q신호와 I신호의 전계 강도 수치의 조합에 따른 측정정보를 분석하고, 기준 전력레벨과 비교하여 수신신호의 전력이 필요 이상으로 강한지 또는 약한지의 여부를 판단한다.The
수신신호 전력이 기준 전력레벨보다 약하다고 판단되면, 상대 태그 또는 리더가 인식 영역보다 멀리 위치된 것으로 간주하고, 상기 제어부(140)는 보다 정확한 거리정보를 측정하기 위하여 제2 거리를 계산한다.If it is determined that the received signal power is weaker than the reference power level, it is assumed that the relative tag or the reader is located farther than the recognition area, and the
즉, 상기 제어부(140)는 상기 데이터 테이블에 의하여 측정정보(DET)에 해당되는 증폭감쇠 수치정보(ATT)를 선택하고, 선택된 증폭감쇠 수치정보(ATT)에 해당되는 거리정보를 검색한다.That is, the
검색된 거리정보는 제2 거리정보로 해석될 수 있다.The retrieved distance information may be interpreted as second distance information.
상기 제어부(140) 및 신호측정부(120)의 연동 기능에 대하여 정리하면 다음 과 같다.The interlocking functions of the
최초로 수신된 신호는 증폭감쇠 동작없이 감지기(126)로 전달되고, 제어부(140)는 최초 측정정보에 의하여 제1 거리정보를 계산한다.The first received signal is transmitted to the
최초 측정정보의 분석 결과, 상대 태그 또는 리더가 인식 영역 밖에 위치한다고 판단되면 상기 제어부(140)는 상기 데이터 테이블에 의하여 증폭감쇠 수치정보를 생성하고 이에 따른 제2 거리정보를 계산한다.As a result of the analysis of the first measurement information, if it is determined that the relative tag or the reader is located outside the recognition area, the
또한, 상기 제어부(140)는 증폭감쇠 수치정보를 제어 전압의 형태로 제1감쇠기(122) 및 제2감쇠기(124)로 전달하고, 제1감쇠기(122) 및 제2감쇠기(124)는 수신신호를 증폭시킨다.In addition, the
증폭된 수신신호는 감지기(126)에 전달되고, 감지기(126)는 전력 조정된 수신신호의 측정정보를 생성한다.The amplified received signal is transmitted to the
상기 제어부(140)는 전력 조정된 수신신호의 측정정보를 분석함으로써 수신신호의 전력이 RFID 통신 규격을 만족하는지 여부를 확인한다.The
상기 수신신호의 전력이 통신 기준을 만족한다고 판단되면, 상기 제어부(140)는 앞서 계산된 증폭감쇠 수치정보를 RF통신부(130)로 전달하고, 따라서 증폭감쇠 수치정보는 실제 RFID 통신 과정에서 이용될 수 있다.When it is determined that the power of the received signal satisfies the communication standard, the
도 5는 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)에 의하여 인식 거리가 확장되는 형태를 모식화한 도면이고, 도 6은 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)이 빌딩 내부에 설치되는 형태를 예시한 도면이다.5 is a view schematically illustrating a form in which a recognition distance is extended by the
도 5를 참조하면, 중앙에 위치된 장치가 실시예에 따른 네트워크 시스 템(100)이고, 그 주위에 위치된 장치(100a, 100b, 100c, 100d)가 통신 상대인 태그라고 가정하면, 인식 영역(L1) 내부에 위치된 각 태그(100a, 100b, 100c, 100d)와의 거리정보는 상기 제1 거리(d1)에 의하여 계산될 수 있다.Referring to FIG. 5, assuming that the centrally located device is the
그러나 어느 태그(100a)가 인식 영역(L1)을 벗어나 이동하는 경우, 네트워크 시스템(100)은 전술한 대로 신호 세기의 변화를 감지하고 제2거리(d2)를 계산한다.However, if any
여기서, 수신신호의 세기가 기준 전력레벨 이하로 낮아지는 경우 태그(100a)가 인식 영역(L1)을 벗어난 것으로 판단할 수 있다.Here, when the intensity of the received signal is lowered below the reference power level, it may be determined that the
따라서, 인식 영역을 벗어난 태그(100a)의 거리는 제1거리(d1)와 제2거리(d2)의 합산에 의하여 계산된다.Therefore, the distance of the
이처럼, 상기 제어부(140) 및 신호측정부(120)의 연동 기능에 의하여, 태그와의 인식 거리는 "L1"에서 "L2"로 확장될 수 있다.As such, the recognition distance with the tag may be extended from "L1" to "L2" by the interlocking function of the
또한, 상기 태그들(100a, 100b, 100c, 100d) 역시 실시예에 의한 네트워크 시스템으로 구현될 수 있으며, 서로의 거리를 측정하고 측정된 거리정보를 공유함으로써 각 시스템들의 정확한 위치를 파악할 수 있다.In addition, the tags (100a, 100b, 100c, 100d) can also be implemented as a network system according to the embodiment, by measuring the distance of each other and by sharing the measured distance information can determine the exact position of each system.
도 6을 참조하면, 실시예에 의한 네트워크 시스템(100)이 다수개로 구비되어 빌딩 천장에 설치된 형태를 볼 수 있는데, 이동성을 가진 태그, 즉 사람이나 물품에 부착된 태그가 빌딩 내부에서 이동되는 경우 네트워크 시스템(100)들은 각각 태그와 자신과의 거리를 계산하고 계산된 거리정보를 공유함으로써 이동된 태그의 위치를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 6, a plurality of
도 7은 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)의 RF통신부(130)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.7 is a block diagram schematically illustrating the components of the
도 7에 의하면, 상기 RF통신부(130)는 제2스위치부(131), 저잡음증폭기(LNA; Low Noise Amplifier)(132), 제2필터(133), 믹서부(134), 복조부(135), 변조부(136), 전력증폭모듈(PAM; Power Amplifier Module)(137), 제3필터(138)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 7, the
상기 제2스위치부(131)는 제1스위치부(110)와 연결되어 송수신신호를 분리한다. 분리된 수신신호는 저잡음증폭기(132)로 전달되고, 제3필터(138)로부터 전달된 송신신호는 제2스위치부(131)를 거쳐 제1스위치부(110)로 전달된다.The
상기 제1스위치부(110)와 제2스위치부(131)는 가령, SPDT(Single Pole Double Throw) 소자와 같은 반도체칩으로 구비될 수 있다.The
상기 저잡음증폭기(132)는 제2스위치부(131)를 통하여 수신신호가 전달되면 잡음성분을 최대한 억제하여 증폭시키고, 제2필터(133)는 저잡음증폭시 혼재된 잡음성분을 제거한다.When the received signal is transmitted through the
상기 믹서부(134)는 위상동기회로(도시되지 않음)로부터 전달된 발진주파수신호와 수신신호를 합성하여 베이스밴드신호로 생성하는데, 벌룬회로(134a), 제1믹서(134b), 제2믹서(134c)를 포함하여 이루어진다.The
상기 벌룬회로(134a)는 위상 반전된 수신신호를 I신호(가령, "E sin ωt")및 Q신호(가령, "E cos ωt")로 분리시킨다.The
제1믹서(134b)는 90도의 위상차를 가지는 I 베이스밴드신호(I+신호 및 I-신 호)를 합성하고, 제2믹서(134c)는 90도의 위상차를 가지는 Q 베이스밴드신호(Q+신호 및 Q-신호)를 합성한다.The
상기 복조부(135)는 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함하여 베이스밴드 I신호 및 베이스밴드 Q신호를 다수의 극성을 가지는 디지털 신호로 복조처리한다.The
상기 제어부(140)는 통신 프로토콜을 구비하여 태그와의 무선 통신을 제어하고, 복조부(135)로부터 전달된 신호를 디지털 신호로 처리하거나 처리된 디지털 신호를 변조부(136)로 전달한다. 상기 제어부(140)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)회로나 DSP(Digital Signal Processing)회로를 이용하여 구현가능하다.The
상기 변조부(136)는 믹서, 다이오드 등을 포함하여 구현될 수 있으며, 제어부(140)로부터 전달되는 디지털 송신신호를, 발진주파수신호와 합성하여 아날로그 신호 상태인 송신신호로 변조처리한다. 상기 변조부(175)는 ISO 18000-6A, ISO 18000-6B, ISO 18000-6C 등과 같은 UHF RFID Protocol에 따른 PIE(Pulse-Interval Encoding) 신호 규격에 따라 변조처리할 수 있다.The
상기 전력증폭모듈(137)은 다수개의 증폭기 회로를 포함하여 송신신호를 출력 가능한 상태로 증폭시키고, 증폭된 신호는 제3필터(138)를 통하여 불요파성분의 신호가 제거된 후 제2스위치부(131)로 전달된다.The
또한, 상기 제어부(140)는 제1스위치부(110) 및 제2스위치부(131)를 제어함으로써 신호 개페경로가 동기화되도록 한다.In addition, the
한편, 상기 센서부(145)는 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)이 이동되는 경우 움직임을 파악하여 감지정보를 생성하는데, 상기 감지정보는 다양하게 이용될 수 있다.On the other hand, the
첫째, 상기 감지정보가 전달되면 상기 제어부(140)는 네트워크 시스템(100)의 위치에 변화가 생긴 것으로 판단하고, 제1스위치부(110)의 경로를 신호측정부(120)로 분기시킨다.First, when the sensing information is transmitted, the
따라서, 주기적으로 위치 측정을 수행할 필요가 없이 감지신호가 발생된 경우에만 신호측정부(120)를 동작시킬 수 있으므로 전력 낭비를 방지할 수 있다.Therefore, since the
둘째, 상기 제어부(140)는 상기 감지정보가 전달되지 않는 경우 상기 RF통신부(130)를 휴지 모드(Sleep-mode)로 동작시키고, 상기 감지정보가 전달되는 경우 상기 RF통신부(130)를 일정 기간 활성 모드(Wake up-mode)로 동작시킴으로써 RFID 통신을 수행하도록 할 수 있다.Second, the
즉, 태그를 부착한 사람이나 물품이 이동되는 경우에만 RFID 통신을 개시함으로써 하드웨어/소프트웨어적 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.In other words, by initiating RFID communication only when a person or article with a tag is moved, hardware / software resources can be efficiently used.
상기 제어부(140)는 RF통신부(130)의 RF단 혹은 베이스밴드단의 전력을 차별적으로 공급함으로써 상기 RF통신부(130)가 휴지 모드 또는 활성 모드로 동작되도록 할 수 있다.The
상기 유무선통신부(150)는 유무선 네트워크를 통하여 외부통신시스템(200)과 연결되고, 상기 측정된 거리정보는 유무선통신부(150)를 통하여 외부통신시스템(200)과 공유될 수 있다.The wired /
상기 외부통신시스템(200)는 다른 네트워크 시스템(가령, 태그 또는 리더) 또는 중앙센터에 설치된 단말기일 수 있다.The
상기 제어부(140)는 거리정보를 RFID 데이터로 구성하고 상기 RF통신부(130)를 통하여 전송함으로써 거리정보를 외부통신시스템(200)과 공유할 수 있다.The
상기 유무선 네트워크는 Wi-Fi(무선랜), UWB(Ultra Wide Band), 블루투스(Bluetooth), WiMax(World interoperability for Microwave access), 지그비(Zigbee), DSRC(Dedicated Short Range Communication)와 같은 무선 네트워크 또는 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), 인터넷(TCP/IP), 스위치 허브, 직/병렬 케이블 등과 같은 유선 네트워크로 구비될 수 있다.The wired and wireless network may be a wireless network such as Wi-Fi (Wireless LAN), UWB (Ultra Wide Band), Bluetooth, Bluetooth, World Interoperability for Microwave Access, Zigbee, or Dedicated Short Range Communication (DSRC). It may be provided as a wired network such as Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART), Internet (TCP / IP), Switch Hub, Serial / Parallel Cable, or the like.
이하, 도 8을 참조하여 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)을 이용한 위치 측정 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a position measuring method using the
도 8은 실시예에 따른 네트워크 시스템(100)을 이용한 위치 측정 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a location measuring method using the
처음으로, 네트워크 시스템(100)이 이동되면 센서부(145)는 움직임을 감지하고 감지정보를 생성한다(S100의 "있음").For the first time, when the
이때, 움직임이 감지되지 않으면(S100의 "없음"), 상기 제어부(140)는 제1스위치부(110)의 신호 경로를 RF통신부(130) 측으로 전환하고, RF통신부(130)의 전력을 제어하여 휴지 모드로 동작시킨다.At this time, if the movement is not detected (“None” in S100), the
상기 감지정보가 전달되면 상기 제어부(140)는 RF통신부(130)를 활성 모드로 동작시키고, 제1스위치부(110)의 신호 경로를 신호측정부(120) 측으로 전환하여 위 측 측정 동작을 개시한다(S110).When the detection information is transmitted, the
이어서, 상기 신호측정부(120)는 수신신호의 강도를 측정하고 측정정보를 제어부(140)로 전달한다(S115).Subsequently, the
상기 측정정보가 전달되면, 상기 제어부(140)는 제1 거리정보를 계산하고 측정정보를 기준 전력레벨과 비교한다(S120).When the measurement information is transmitted, the
비교 결과, 측정정보가 기준 전력 레벨보다 크다고 판단되면(S125의 "아니오"), 상기 제어부(140)는 통신 대상과 자신이 인식영역(L1) 안에 위치된다고 판단하고 제1 거리정보를 최종 거리정보로 판단한다.As a result of the comparison, if it is determined that the measurement information is greater than the reference power level (NO in S125), the
상기 제1 거리정보가 최종 거리정보로 판단됨에 따라, 상기 제어부(140)는 제1 거리정보를 유무선통신부(150) 혹은 RF통신부(130)를 통하여 외부통신시스템으로 전송한다(S145).As the first distance information is determined as the final distance information, the
반면, 측정정보가 기준 전력레벨보다 작다고 판단되면(S125의 "예"), 상기 제어부(140)는 통신 대상과 자신이 인식영역(L1)을 벗어난 상태라고 판단하고 측정정보의 DC 레벨에 해당되는 증폭감쇠 수치정보를 선택한다(S130).On the other hand, if it is determined that the measurement information is smaller than the reference power level (YES in S125), the
상기 제어부(140)는 증폭감쇠 수치정보에 해당되는 제2 거리정보를 계산하고 증폭감쇠 수치정보를 신호측정부(120)로 전달하여 수신신호의 강도를 조정하도록 한다(S135).The
상기 제어부(140)는 제1 거리정보와 제2 거리정보를 합산하여 최종 거리정보를 계산하고(S140), 이를 외부통신시스템(200)으로 전송한다(S145).The
이와 같이, 거리정보가 공유되면 중앙센터단말기와 같은 외부통신시스 템(200) 혹은 네트워크 시스템(100)은 네트워크 노드의 원래 위치를 기준으로 하여 이동된 노드 간의 거리를 계산하고 노드들의 현재 위치를 새롭게 파악할 수 있게 된다.As such, when the distance information is shared, the
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications not illustrated in the drawings are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
실시예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The embodiment has the following effects.
첫째, 네트워크를 구성하는 각 노드 사이의 거리와 위치를 정확히 파악할 수 있으므로 빌딩 관리 등과 같은 다양한 유비쿼터스 서비스의 기반을 마련할 수 있는 효과가 있다.First, since the distance and location between each node constituting the network can be accurately identified, it is effective to lay the foundation for various ubiquitous services such as building management.
둘째, 네트워크를 구성하는 노드 사이의 수신감도를 조절하여 RF통신을 수행할 수 있고 인식 영역을 확장할 수 있으므로 데이터의 에러(error)율, 안정성(stability)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Second, since RF communication can be performed by adjusting the reception sensitivity between nodes constituting the network and the recognition area can be extended, an error rate and stability of data can be improved.
셋째, GPS-enable 노드, IP-enable 노드와 같은 종래 기술에 의하여 위치 추적이 불가능한 노드의 위치를 정확히 파악할 수 있으므로, 인적/물류 관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.Third, since the position of the node that can not be tracked by the prior art, such as GPS-enable node, IP-enable node can be accurately identified, there is an effect that can more efficiently perform human / logistics management.
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070046240A KR101382779B1 (en) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | Network system and mesurement method of position using network system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10608702B2 (en) | 2017-11-02 | 2020-03-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Near field communication device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11103482A (en) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Position information detection system |
-
2007
- 2007-05-11 KR KR1020070046240A patent/KR101382779B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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