KR101385639B1 - Methods and apparatuses of identifying rfid tag based on dfsa algorithm for the purpose of reducing missing tags in motion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 RFID(Radio Frequency Identification) 태그 인식 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RFID 태그가 이동하는 상황에서 RFID 태그를 인식하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a radio frequency identification (RFID) tag recognition technology, and more particularly, to a technology for recognizing an RFID tag when a RFID tag moves.
RFID는 무선 주파수를 이용하여 다양한 개체의 정보관리를 가능하게 하는 비접촉인식 기술이다. RFID 시스템은 대상을 인식하는 RFID 리더(reader)와 개체의 정보를 전송하는 RFID 태그(tag)로 구성된다. 정보를 인식하기 위해 RFID 리더는 명령(Query)을 보내고, 이를 수신한 RFID 태그들은 자신이 생성한 임의의 16비트 숫자를 일종의 임시 ID로 송신하는 것으로 RFID 시스템의 인식과정이 이루어진다. 이러한 인식과정에서 다수의 RFID 태그가 동시에 데이터를 전송하게 되면 충돌이 발생하여 인식에 실패하고, 이는 시스템의 성능저하에 큰 영향을 끼친다. 이러한 충돌 문제를 해결하기 위한 충돌 방지 알고리즘에는 여러 가지가 있다. 일반적으로 ALOHA 기반인 DFSA(Dynamic Framed Slotted ALOHA) 알고리즘이 사용된다.RFID is a contactless recognition technology that enables information management of various entities using radio frequency. The RFID system consists of an RFID reader that recognizes an object and an RFID tag that transmits information of an object. In order to recognize the information, the RFID reader sends a query, and the received RFID tags transmit a random 16-bit number generated by the RFID tag as a temporary ID to recognize the RFID system. In this recognition process, if multiple RFID tags transmit data at the same time, a collision occurs and recognition fails, which greatly affects the performance of the system. There are several anti-collision algorithms to solve this collision problem. In general, the ALOHA-based Dynamic Framed Slotted ALOHA (DFSA) algorithm is used.
DFSA 알고리즘은 한 프레임은 다수의 슬롯으로 구성되며, 그 개수는 매번 변할 수 있다. DFSA 방식은 그 전 단계의 프레임 크기와 각 슬롯의 상태를 이용하여 RFID 태그의 수를 추정하고 이를 바탕으로 다음 단계 프레임의 크기를 결정한다. 각 RFID 태그들은 결정된 프레임 크기를 바탕으로 임의의 슬롯을 선택하여 전송을 시도하고, 충돌이 발생한 경우 다음 프레임에서 다시 임의의 슬롯을 선택하여 전송을 시도한다.In the DFSA algorithm, one frame consists of a plurality of slots, and the number may change each time. The DFSA method estimates the number of RFID tags using the frame size of the previous stage and the state of each slot, and determines the size of the next stage frame based on this. Each RFID tag attempts to transmit by selecting a random slot based on the determined frame size, and attempts to transmit by selecting a random slot again in the next frame when a collision occurs.
기존의 충돌방지 알고리즘은 RFID 태그가 이동하지 않고 고정된 환경에서 제안되었기 때문에 RFID 태그가 이동하는 도 1과 같은 실제 산업 환경에 적용하는 것이 적절하지 않다. RFID 태그가 이동하는 환경에서 DFSA 방식은 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 반경을 빠져나갈 때까지 인식 되지 못하는 분실 확률이 매우 높게 나타날 가능성이 존재한다. 이러한 분실 RFID 태그들은 인식률에 부정적인 영향을 미치고 시스템의 성능 저하를 가져오는 문제가 있다.Since the conventional anti-collision algorithm is proposed in a fixed environment without moving the RFID tag, it is not appropriate to apply to an actual industrial environment such as FIG. 1 in which the RFID tag moves. In an environment in which an RFID tag moves, the DFSA method has a high possibility of losing a loss that is not recognized until the RFID tag passes the recognition radius of the RFID reader. These lost RFID tags have a problem that negatively affect the recognition rate and bring down the performance of the system.
본 발명의 목적은 RFID 태그 인식 기술에 있어서, RFID 태그의 이동환경과 분실 확률을 고려하여 프레임 크기를 결정함으로써 RFID 시스템의 인식율을 향상시키는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving the recognition rate of an RFID system by determining a frame size in consideration of a moving environment and a loss probability of an RFID tag.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 RFID 태그 인식 방법은 DFSA(Dynamic Framed Slotted ALOHA) 방식을 사용하는 RFID 태그 인식 방법에 있어서, RFID 태그가 유입되는 단계; RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계; 및 상기 프레임 크기를 가진 프레임을 사용하여 RFID 태그를 인식하는 단계를 포함한다.An RFID tag recognition method for achieving the object of the present invention, RFID tag recognition method using a dynamic framed slotted ALOHA (DFSA) method, the step of introducing an RFID tag; Determining, by the RFID reader, the frame size using the probability of loss of the RFID tag; And recognizing the RFID tag using the frame having the frame size.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 RFID 태그의 인식이 실패할 확률을 이용하여 상기 RFID 태그의 분실확률을 계산할 수 있다.In the determining of the frame size using the loss probability of the RFID tag, the RFID reader may calculate the loss probability of the RFID tag by using a probability that the recognition of the RFID tag fails.
상기 RFID 태그가 임의의 슬롯에서 충돌로 인해 인식이 실패할 확률은 전체 확률에서 RFID 태그의 인식을 성공할 확률을 감하는 것으로 계산되고, 상기 RFID 태그의 인식이 성공할 확률은 한 개의 RFID 태그가 한 슬롯을 선택하고 나머지 RFID 태그들은 상기 슬롯이 아닌 다른 슬롯을 선택하는 확률로 계산될 수 있다.The probability that the RFID tag fails to be recognized due to collision in any slot is calculated by subtracting the probability of successful recognition of the RFID tag from the overall probability, and the probability of successful recognition of the RFID tag is one slot in one RFID tag. The remaining RFID tags may be calculated by the probability of selecting a slot other than the slot.
상기 RFID 태그의 분실 확률은 상기 RFID 태그의 응답 신호가 채널 에러에 의해 전송되지 않을 확률과 RFID 태그가 인식되지 않을 확률을 더 사용하여 계산될 수 있다.The loss probability of the RFID tag may be calculated using a probability that the response signal of the RFID tag is not transmitted by a channel error and a probability that the RFID tag is not recognized.
상기 RFID 태그의 응답신호가 채널에러에 의해 전송되지 않은 확률은 패킷 에러율을 이용하여 계산될 수 있다.The probability that the response signal of the RFID tag is not transmitted by the channel error may be calculated using a packet error rate.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 상기 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정하고, 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 확률을 추정함으로써 상기 RFID 태그의 분실확률을 추정할 수 있다.The determining of the frame size by using the probability of loss of the RFID tag by the RFID reader estimates the number of frames to be experienced before the RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader, and the RFID tag recognizes the recognition region of the RFID reader. The probability of loss of the RFID tag can be estimated by estimating the probability that it will not be recognized from the RFID reader in every frame to be experienced until it escapes.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 상기 RFID 리더의 인식 영역, 상기 RFID 태그의 이동 속도 및 현재프레임의 크기를 이용하여 상기 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정할 수 있다.The determining of the frame size by using the probability of loss of the RFID tag by the RFID reader may include: recognition region of the RFID reader, moving speed of the RFID tag, and recognition region of the RFID reader using the current frame size. We can estimate the number of frames to experience before going out.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는, 하나의 프레임에서 상기 RFID 태그가 인식되지 않은 확률의 추정된 상기 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수의 제곱을 하여, 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 분실 확률을 추정할 수 있다.The determining of the frame size by using the loss probability of the RFID tag by the RFID reader may include: a frame to be experienced until the estimated RFID tag of the probability that the RFID tag is not recognized in one frame leaves the recognition region of the RFID reader. By multiplying the number of times, the probability of loss of not being recognized by the RFID reader in every frame to be experienced until the RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader can be estimated.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 상기 추정된 적어도 상기 분실 확률을 최소화하는 프레임의 크기를 선택하여 다음 프레임의 크기로 결정할 수 있다.The determining of the frame size by using the loss probability of the RFID tag by the RFID reader may select the size of the frame that minimizes the estimated at least the loss probability to determine the next frame size.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 RFID 태그 인식 장치는 DFSA(Dynamic Framed Slotted ALOHA) 방식을 사용하는 RFID 태그 인식 장치에 있어서 복수의 RFID 태그; 상기 RFID 태그를 이동시키는 RFID 태그 이송부; 및 RFID 리더를 포함하고, 상기 RFID 리더는 상기 RFID 태그의 추정된 분실확률을 사용하여 프레임 크기를 결정하고, 상기 결정된 크기의 프레임을 사용하여 상기 RFID 태그를 인식한다.In addition, the RFID tag recognition apparatus for achieving the object of the present invention is a RFID tag recognition apparatus using a DFSA (Dynamic Framed Slotted ALOHA) method; An RFID tag transfer unit for moving the RFID tag; And an RFID reader, wherein the RFID reader determines a frame size using an estimated loss probability of the RFID tag, and recognizes the RFID tag using the frame of the determined size.
상기 RFID 리더는 상기 분실확률을 상기 RFID 태그의 인식 실패확률을 이용하여 계산할 수 있다.The RFID reader may calculate the loss probability using the recognition failure probability of the RFID tag.
상기 RFID 리더는 상기 RFID 태그의 응답신호가 채널 에러에 의해 전송되지 않을 확률을 이용하여 상기 RFID 태그의 분실 확률을 추정할 수 있다.The RFID reader may estimate the loss probability of the RFID tag by using the probability that the response signal of the RFID tag is not transmitted due to a channel error.
상기 RFID 리더는 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정하고, 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 확률을 추정함으로써 상기 RFID 태그의 분실확률을 추정할 수 있다.The RFID reader estimates the number of frames to be experienced before the RFID tag leaves the recognition area of the RFID reader, and the probability that the RFID tag will not be recognized by the RFID reader in every frame to be experienced until the RFID tag leaves the recognition area of the RFID reader. By estimating the loss probability of the RFID tag can be estimated.
상기 RFID 리더는 상기 RFID 리더의 인식 영역, 상기 RFID 태그의 이동 속도 및 현재프레임의 크기를 이용하여 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정할 수 있다.The RFID reader may estimate the number of frames to be experienced before the RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader using the recognition region of the RFID reader, the moving speed of the RFID tag, and the size of the current frame.
상기 RFID 리더는 하나의 프레임에서 하나의 프레임에서 상기 RFID 태그가 인식되지 않은 확률의 추정된 상기 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수의 제곱을 하여 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 분실 확률을 추정할 수 있다.The RFID reader multiplies the number of frames to be experienced before the estimated RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader by an estimated probability that the RFID tag is not recognized in one frame and the RFID tag is the RFID reader. It is possible to estimate the probability of loss not being recognized from the RFID reader in every frame to be experienced until it goes out of the recognition range.
상기 RFID 리더는 상기 추정된 적어도 하나의 분실 확률 중에서 상기 분실 확률을 최소화하는 프레임의 크기를 선택하여 다음 프레임의 크기로 결정할 수 있다.The RFID reader may select a size of a frame that minimizes the loss probability among the estimated at least one loss probability and determine the size of the next frame.
본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법 및 장치는 프레임 크기와 프레임 수의 관계를 통해 RFID 태그가 이동하는 환경에서 RFID 리더의 RFID 태그 인식 충돌과 채널의 에러를 고려한 최적의 프레임 크기를 결정함으로써 RFID 태그의 인식률을 향상시켜 분실 RFID 태그를 줄일 수 있는 효과를 가진다.RFID tag recognition method and apparatus based on DFSA to minimize the loss of a moving RFID tag according to an embodiment of the present invention RFID tag recognition collision of the RFID reader in the environment in which the RFID tag is moved through the relationship between the frame size and the number of frames By determining the optimal frame size in consideration of the error of the channel and the channel, it is possible to reduce the lost RFID tag by improving the recognition rate of the RFID tag.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 태그가 이동하는 환경의 개념도이다.
도 2는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법의 순서도이다.
도 4는 RFID 태그의 이동속도가 증가할 때 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법과 종래의 DFSA 알고리즘 기반 RFID 태그 인식 방법의 RFID 태그 인식률을 비교한 도면이다.
도 5는 인식에 성공하는 RFID 태그의 수에 따라 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법과 종래의 DFSA 알고리즘 기반 RFID 태그 인식 의 인식 지연 시간을 비교한 도면이다.1 is a conceptual diagram of an environment in which an RFID tag moves according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a process of recognizing a RFID tag based on DFSA.
3 is a flowchart illustrating a method for recognizing an RFID tag based on DFSA for minimizing the loss of a moving RFID tag according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an RFID tag recognition rate of a DFSA-based RFID tag recognition method and a conventional DFSA algorithm-based RFID tag recognition method to minimize the loss of a moving RFID tag according to an embodiment of the present invention when the moving speed of the RFID tag increases. Is a diagram comparing.
5 is a diagram illustrating a method for recognizing a RFID tag based on a DFSA and a method for recognizing a RFID tag based on a conventional DFSA algorithm for minimizing the loss of a moving
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 태그(200)가 이동하는 환경의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an environment in which an
본 발명의 일 실시 예에 따른 DFSA 기반 RFID 태그 인식 장치는 RFID 리더(100), RFID 태그(200), RFID 태그 이송부 및 제어부를 포함한다. The DFSA-based RFID tag recognition apparatus according to an embodiment of the present invention includes an
RFID 리더(100)는 RFID 태그(200)와 이격되어 위치하며, RFID 태그 이송부와 이격되어 위치한다. RFID 리더(100)는 인식 영역(101)을 가지며, 인식 영역(101)에 위치한 RFID 태그(200)를 인식한다. RFID 리더(100)는 후술하는 RFID 태그 인식 방법을 사용하여 RFID 태그(200)를 인식한다.The
RFID 태그(200)는 RFID 리더(100)에 의해 인식되며, RFID 태그 이송부 상단에 위치할 수 있다. RFID 태그 이송부는 RFID 태그(200)를 이동시킨다. RFID 태그 이송부는 컨베이어벨트일 수 있다. The
제어부는 RFID 리더(100) 및 RFID 태그 이송부의 작동을 제어한다. 제어부는 별도의 구성을 가질 수도 있고, RFID 리더(100) 및 RFID 태그 이송부에 각각 구비될 수도 있다. 각각 구비될 경우 사용자는 각각 구비된 제어부를 별도로 제어할 수 있다. 또는 각각 구비될 경우, RFID 리더(100) 또는 RFID 태그 이송부중 하나를 제어하면 다른 하나도 제어되도록 RFID 리더(100) 및 RFID 태그 이송부는 통신장치를 구비하여 둘 중 제어신호를 입력 받은 어느 하나는 제어신호를 다른 하나에게 전달하여 줄 수도 있다.
The control unit controls the operation of the
도 2는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 과정을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a process of recognizing a RFID tag based on DFSA.
RFID 태그(200)가 이동하는 환경에서 인식 과정은 도 2와 같이 진행된다. 매 프레임마다 RFID 태그(200)의 밀도, 속도, 그리고 이전 단계의 프레임 크기에 따른 RFID 태그(200)들이 인식 반경에 들어오고 인식을 시도한다. RFID 리더(100)는 프레임 크기를 결정하고 결정된 프레임의 크기를 쿼리 명령으로 전송하여 각 RFID 태그(200)들에게 알려주면 각 RFID 태그(200)는 임의의 슬롯을 선택하여 전송을 시도한다. 이 때 다수의 RFID 태그(200)가 같은 한 슬롯을 선택하여 동시에 전송을 시도하게 되면 충돌이 발생하여 인식이 이루어 지지 않는다. 또한 한 개의 RFID 태그(200)만 한 슬롯을 선택하더라도 채널 에러에 의해 전송이 올바르게 이루어 지지 않는 경우 해당 RFID 태그(200)는 인식되지 않는다.In an environment in which the
도 2를 참조하여 RFID 리더(100)의 RFID 태그(200) 인식 과정을 설명한다. 도 2의 실시 예에서, RFID 태그(200)는 일정한 시간이 경과하면 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어난다. 도 2에 도시된 실시 예는 RFID 리더(100)의 쿼리 시간과 슬롯의 RFID 태그 인식 시간이 동일한 시간단위라고 할 때 RFID 태그(200)는 16개의 시간단위를 경과하면 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어나는 상황을 상정한다. 도 2에 도시된 실시 예를 들어 RFID 태그 1이 분실 RFID 태그가 되는 과정을 설명한다.A process of recognizing the
1번째 프레임을 시작하기 전에 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)에 3개의 RFID 태그(200)가 유입된다. RFID 리더(100)는 3개의 RFID 태그(200)가 인식 대상임을 알고 프레임의 크기를 3으로 설정하여 RFID 태그(200)들에게 쿼리를 전송하고, 각 슬롯마다 순차적으로 RFID 태그(200)의 인식을 수행한다. 1번째 프레임에서 슬롯1은 RFID 태그 3의 응답신호를 수신하여 RFID 태그 3을 인식한다. 슬롯 2는 응답하는 RFID 태그(200)를 가지지 못하여 무응답 상태의 슬롯이 된다. 슬롯 3은 RFID 태그 1 및 2의 응답신호를 수신하여 둘 이상의 RFID 태그로부터 응답을 수신하여 충돌이 발생한다. 슬롯 3은 어떠한 RFID 태그(200)도 인식하지 못한다. 1번째 프레임의 RFID 태그 인식 과정 중 새롭게 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)으로 유입된 RFID 태그 4는 RFID 리더(100)의 다음 RFID 태그 인식 과정인 2번째 프레임에 인식 대상이 된다. 1번째 프레임에서 인식되지 않은 RFID 태그 1 및 2도 다음 프레임에서의 인식 대상이 된다.Before starting the first frame, three
2번째 프레임에서 RFID 리더(100)는 인식된 RFID 태그 인 RFID 태그 3을 제외한 나머지 3개의 RFID 태그(200)에 RFID 태그 인식이 수행되어야 함을 알고, 프레임의 크기를 3개로 하여 3개의 RFID 태그에 쿼리를 전송한다. 쿼리를 받은 RFID 태그(200)들은 임의의 슬롯에 응답신호를 전송한다. RFID 태그 1은 슬롯1에 응답신호를 전송하고, RFID 태그 2는 슬롯 2에 응답신호를 전송하며 RFID 태그 4는 슬롯 2에 응답신호를 전송한다. RFID 태그 1은 슬롯 1에 응답신호를 전송하나, 채널 오류가 발생하여 응답신호가 슬롯 1에 전송되지 않는다. 그리하여 슬롯 1은 RFID 태그 1을 인식하지 못하고 무응답 상태의 슬롯이 된다. 슬롯2는 RFID 태그 2 및 4의 응답신호를 수신하나, 두 개 이상의 RFID 태그(200)로부터 응답을 수신하여 충돌상태를 가져 어떠한 RFID 태그(200)도 인식하지 못한다. 2번째 프레임에서는 어떠한 RFID 태그(200)도 인식하지 못하고 RFID 태그 1,2 및 4는 다음 프레임의 인식대상이 된다. 2번째 프레임의 진행 중 새로 유입된 RFID 태그 5도 다음 프레임의 인식 대상이 된다.In the second frame, the
3번째 프레임에서 RFID 리더(100)는 마찬가지 방법으로 인식되지 않은 RFID 태그(200)들에 쿼리를 전송한다. 4개의 RFID 태그에 (200)대해 인식이 수행되어야 하지만 도 2의 예에서는 최대 프레임 크기는 3임을 가정한다. RFID 태그 5는 슬롯 1에 응답신호를 전송하고, 슬롯 1은 RFID 태그 5의 응답을 받아 RFID 태그 5를 인식한다. RFID 태그 1 및 4는 슬롯 2에 응답신호를 전송하여, 슬롯 2는 충돌 상태를 가지고 어떠한 RFID 태그(200)도 인식하지 못한다. RFID 태그 2는 슬롯 3에 응답신호를 전송하고, 슬롯 3은 하나의 RFID 태그(200)의 응답신호를 수신하여 RFID 태그 3을 유효하게 인식한다. RFID 태그 1은 16개의 시간단위 동안 RFID 리더(100)로부터 인식되지 못하여 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어나게 된다. 3번째 프레임에서 새로이 유입된 RFID 태그 6은 다음 RFID 태그 인식 프레임의 인식 대상이 된다. RFID 태그 1은 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어나게 되어 RFID 리더(100)로부터 인식되지 못하고 사라지는 분실RFID 태그가 된다.In the third frame, the
4번째 프레임에서 RFID 리더(100)는 RFID 태그 2가 분실RFID 태그가 됨을 인식하고 RFID 태그 인식 대상이 되는 RFID 태그 4 및 RFID 태그 6에 쿼리를 전송한다. 2개의 RFID 태그(200)에 대해 RFID 태그 인식을 수행하므로 프레임의 크기는 2이다. RFID 리더(100)는 RFID 태그(200)에 쿼리를 전송하고, 인식되지 않은 RFID 태그인 RFID 태그 4 및 RFID 태그 5는 RFID 리더(100)의 쿼리를 전송받아 RFID 리더(100)의 슬롯에 응답신호를 전송한다. RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어난 분실 RFID 태그가 된 RFID 태그 1은 쿼리를 전송받지 못한다. RFID 태그 5는 슬롯 1에 응답신호를 전송하나, 응답신호는 채널 에러로 슬롯 1에 전송되지 못하고, 슬롯 1은 인식한 RFID 태그가 없는 무응답 상태의 슬롯이 된다. 슬롯2는 RFID 태그 4의 응답신호를 받아 RFID 태그 4를 인식한다. In the fourth frame, the
전술한 바와 같이, 한 프레임이 진행되는 동안 인식되는 RFID 태그(200)들과 인식되지 않는 RFID 태그(200)들이 발생한다. 인식되지 않는 RFID 태그(200)들은 다음 프레임에서 전송을 시도한다. 이 때 기존의 프레임 크기 결정 방법을 다음 프레임의 크기를 추정하는 RFID 태그(200) 수로 결정하지만 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법은 추정하는 분실 확률을 최소화하는 프레임 크기로 결정한다.As described above, RFID tags 200 and non-recognized RFID tags 200 are generated during one frame. Unrecognized RFID tags 200 attempt to transmit in the next frame. At this time, the existing frame size determination method is determined as the number of
프레임의 크기가 커지면 해당 프레임에서 인식되는 RFID 태그(200)의 수가 증가하지만 슬롯의 개수가 많아져 프레임의 인식 시간이 증가하고 프레임 크기에 따라 들어오는 RFID 태그(200)의 수가 증가하여 인식되지 못하는 RFID 태그(200)의 수 또한 증가한다. 그리고 프레임의 크기가 증가함에 따라 이동하는 RFID 태그(200)가 경험할 수 있는 프레임의 개수가 감소되기 때문에 슬롯에 응답신호를 전송할 수 있는 횟수가 감소하게 되어 RFID 태그(200)의 분실 확률이 증가한다. 또한 프레임의 크기가 적어지면 이동하는 RFID 태그(200)가 경험할 수 있는 프레임의 개수는 증가하지만, 적은 수의 슬롯에 다수의 RFID 태그(200)가 응답신호를 전송하여 슬롯이 충돌 상태를 가질 확률이 커지므로, 한 프레임에서 인식에 성공하는 RFID 태그(200)의 수가 감소한다. 따라서 연속적인 충돌을 경험하여 RFID 리더(100)에 인식되지 않고 RFID 태그(200)가 인식 반경을 벗어날 확률이 증가한다.
As the size of the frame increases, the number of
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법의 순서도이다. 이하 도 3의 순서도를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법을 설명한다.3 is a flowchart illustrating a method for recognizing a RFID tag based on a DFSA for minimizing the loss of a moving
먼저, RFID 태그(200)가 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)으로 유입된다(S101). 매 프레임마다 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)에 유입되어 최초로 인식을 시도하는 RFID 태그(200)들이 존재한다. 인식 반경에 들어오는 RFID 태그(200)의 수는 이전 프레임의 크기에 의해서 결정되고, 다음 프레임에서 인식을 시도하는 RFID 태그(200)의 수는 이전 프레임에서 인식반경으로 들어오는 RFID 태그(200)의 수와 이전 프레임에서 인식을 실패한 RFID 태그(200)의 수의 합으로 결정된다. RFID 태그(200)가 등속도로 이동하는 환경에서 다음 i+1 번째 프레임에서 전송을 시도하는 RFID 태그(200)의 수인 는 i번째 프레임에서 인식되지 못한 RFID 태그(200)의 수 와 새로 인식 반경에 들어오는 RFID 태그(200)의 수 의 합으로 계산된다. 은 i번째 프레임에서 RFID 태그(200)의 인식이 성공하지 못하는 확률 로 계산할 수 있다. i번째 프레임에서 새로 유입된 RFID 태그(200)의 수 는 i 번째 프레임의 크기인 , 슬롯 시간인 , RFID 태그(200)의 속도인 및 RFID 태그(200)의 밀도인 의 곱으로 계산할 수 있다. 아래의 수학식 1은 다음 프레임에서 인식을 시도하는 RFID 태그(200)의 수를 나타낸다.First, the
다음으로, RFID 리더(100)는 RFID 태그(200)의 인식을 수행한다(S102). RFID 리더(100)는 프레임 크기를 계산하여 결정된 프레임의 크기를 각 RFID 태그(200)들에게 알려준다. 유입된 RFID 태그(200)의 수를 계산하여 프레임의 크기를 설정하여 각 RFID 태그(200)들에게 쿼리를 전송함으로써 RFID 태그(200)의 인식을 수행한다. 본 단계에서 사용되는 프레임의 크기는 이전 프레임에서 계산한 프레임의 크기가 된다. 이전 프레임의 크기가 계산이 되어있지 않은 경우, 기설정된 기본값을 사용할 수 있다.Next, the
다음으로, RFID 리더(100)는 RFID 태그(200)의 인식 확률을 측정한다(S103). 각 RFID 태그(200)는 임의의 슬롯을 선택하여 전송을 시도한다. 이 때 다수의 RFID 태그(200)가 같은 한 슬롯을 선택하여 동시에 전송을 시도하게 되면 충돌이 발생하여 인식이 이루어지지 않는다. 이 때 임의의 한 RFID 태그(200)만 한 슬롯을 선택하여 전송에 성공한 확률을 측정할 수 있다.Next, the
i번째 프레임의 한 슬롯에서 임의의 RFID 태그(200)가 전송에 성공하는 확률은 아래의 수학식 2와 같이 계산할 수 있다. RFID 태그(200)가 전송에 성공하는 확률인 은 i번째 프레임에서 한 개의 RFID 태그(200)가 한 슬롯을 선택하고 나머지 개의 RFID 태그(200)들이 특정 슬롯을 제외한 다른 슬롯을 선택하는 이항 확률로 계산할 수 있다. i번째 프레임에서 RFID 태그(200)가 인식 되지 않을 확률은 이 되고, 이를 해당 프레임에 인식대상이 되는 RFID 태그(200)의 수에 곱하여 해당 프레임에서 인식에 실패한 RFID 태그(200)의 수 를 계산할 수 있다.The probability that an
다음으로, 채널 에러에 의한 전송 실패 확률을 계산한다(S104). 한 개의 RFID 태그(200)만 한 슬롯을 선택한 경우에는 RFID 태그(200)의 인식에 성공하여야 하나 채널 환경에 따라 응답 신호의 전송이 실패하여 RFID 태그(200)의 인식이 이루어지지 않을 수 있다. 채널 에러에 의해 전송이 올바르게 이루어 지지 않는 경우 해당 RFID 태그(200)는 인식되지 않는다. 신호 대 잡음비를 사용하여 비트에러율, 패킷 에러율을 계산함으로써 채널 에러를 계산할 수 있다. Next, the probability of transmission failure due to channel error is calculated (S104). When only one
신호 대 잡음비는 특정 시점에서 각 RFID 태그(200)와 RFID 리더(100) 사이의 거리에 따라 생성되고, 생성된 신호 대 잡음비를 이용하여 비트에러율을 계산할 수 있다. 그리고 M개의 비트로 구성된 패킷의 경우 모든 비트가 성공적으로 전송되어야 에러가 발생하지 않는 점을 이용하여 비트에러율로 패킷 에러율을 계산할 수 있다.The signal-to-noise ratio is generated according to the distance between each
거리에 따른 신호 대 잡음비 는 와 잡음 신호의 세기 의 비로 계산할 수 있다. RFID 태그(200)가 수신한 신호의 세기 는 RFID 리더(100)의 신호 송신 파워 , RFID 리더(100)의 안테나 이득 , RFID 태그(200)의 안테나 이득 , 신호의 파장 , 및 RFID 태그(200)와 RFID 리더(100) 사이의 거리 를 이용하여 계산한다. RFID 태그(200)가 수신한 신호의 세기인 는 아래의 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.Signal to noise ratio over distance The And the strength of the noise signal It can be calculated as the ratio of. The strength of the signal received by the
그리고, 신호 대 잡음비 는 RFID 태그(200)가 수신한 신호의 세기 를 잡음 신호의 세기 로 나누어 아래의 수학식 4와 같이 계산할 수 있다.And the signal-to-noise ratio Is the strength of the signal received by the
그리고, RFID 시스템에서 채널환경을 반영하기 위한 비트 에러율 BER(s)은 거리에 따른 신호 대 잡음비 SNR(s)를 이용하여 아래의 수학식 5와 같이 계산할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법에서는 변조방식에 의한 상수값을 k로 정의한다. RFID 시스템의 RFID 리더(100)와 RFID 태그(200)는 일반적으로 ASK(Amplitude Shift Keying) 방식을 사용하고, ASK 방식을 사용할 경우 k는 1이다. 비트 에러율 BER(s)은 아래의 수학식 5를 사용하여 계산할 수 있다. 여기서, Q(x)는 가우시안 확률분포의 Q-함수(Q-Function)를 의미한다. Q(X)는 표준 정규 확률 변수가 X보다 클 확률을 나타낸다. In addition, the bit error rate BER (s) for reflecting the channel environment in the RFID system may be calculated using
그리고, 패킷 에러율 PER(s)은 RFID 시스템에서 RFID 리더(100)와 RFID 태그(200)가 통신할 때 패킷 전체를 전송했을 때 에러가 발생할 확률로 아래의 수학식6과 같이 계산할 수 있다. M은 패킷을 구성하는 비트의 수이다. 수학식 6은 모든 비트가 에러가 발생하지 않을 확률을 전체 확률에서 감함으로써, 패킷 에러가 발생할 확률을 구한다.The packet error rate PER (s) may be calculated as
패킷 에러율을 이용하여 분실확률을 계산하기 위해서 RFID 리더(100)의 인식 영역(101) 내에 포함되는 모든 RFID 태그(200)의 평균 패킷 에러율 을 계산한다. 각각의 RFID 태그(200)와 RFID 리더(100) 사이의 거리 s는 임의의 값을 가지므로, RFID 태그(200)들의 평균 패킷 에러율 을 사용하여 분실확률을 추정한다. RFID 리더(100)와 RFID 태그(200)사이의 거리는 RFID 리더(100)의 인식 영역(101) 지름의 반이 최대가 되고, 거리가 0인 경우가 최소가 되기 때문에 이를 이용하여 을 계산한다. 아래의 수학식 7을 사용하여 평균 패킷 에러율을 계산할 수 있다. 여기서 r은 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)의 지름을 의미한다. 각 RFID 태그(200)의 평균 패킷 에러율을 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)범위 내에서 RFID 리더(100)와의 거리에 따라 적분하여 구할 수 있다.Average packet error rate of all the RFID tags 200 included in the
다음으로 RFID 리더(100)는 분실확률을 계산한다(S105). 분실확률은 RFID 태그(200)가 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어 나기 전까지 경험할 프레임의 수와 각 프레임의 크기 및 각 프레임에서 인식되지 않을 확률을 고려하여 계산할 수 있다.Next, the
RFID 리더(100)는 다음 앞으로의 프레임들의 크기를 알 수 없기 때문에 모든 프레임의 크기를 현재의 프레임 크기와 같다고 가정한 상태로 RFID 태그(200)가 경험할 프레임 수를 추정한다. RFID 리더(100)는 해당 프레임에서 인식 반경 내에 들어온 RFID 태그(200)들이 앞으로 경험할 프레임의 수를 추정하여 분실 확률을 계산한다.Since the
RFID 리더(100)는 i번째 프레임의 RFID 태그(200)가 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어 나기 전까지 경험하게 될 프레임 수 를 현재의 프레임 크기 에 따라 추정한다. i번째 이후의 프레임 크기 는 현재의 프레임 크기 과 같다고 가정하여 경험하게 될 프레임 수 를 추정한다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법에 따라 RFID 태그(200)의 인식이 진행되면 일정 시간이 흐른 후에는 RFID 태그(200)가 인식 반경 내에 고르게 분포하고 인식 반경으로 들어오고 나가는 RFID 태그(200)의 수가 일정한 안정상태가 되므로 프레임 크기도 일정한 크기로 수렴될 수 있다. i번째 프레임의 RFID 태그(200)가 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)을 벗어 나기 전까지 경험하게 될 프레임 수 는 RFID 리더(100)의 인식 영역(101)의 지름r과 현재의 프레임 크기 , 슬롯 시간인 및 RFID 태그(200)의 속도인 를 사용하여 아래의 수학식 8과 같이 계산될 수 있다. RFID 태그(200)가 경험하는 프레임의 수는 자연수이다. 따라서 버림을 통해 RFID 태그(200)가 경험하는 프레임의 수를 자연수로 생성한다.When the
그리고, RFID 태그(200)가 인식 반경을 빠져 나갈 때까지 충돌이나 채널 에러에 의해서 인식되지 않을 확률인 분실 확률은 수학식 9를 통해 계산될 수 있다. RFID 태그(200)가 k번째 프레임에서 인식 반경에 들어오는 경우 인식되지 못하는 확률인 는 i번째 프레임에서 인식에 성공할 확률인 과 패킷 에러율인 를 사용하여 계산할 수 있다. RFID 태그(200)의 분실확률은 RFID 태그(200)가 이동하면서 경험하는 프레임마다 인식에 실패할 확률을 모두 곱하여 생성할 수 있다. 각 프레임에서 인식에 실패할 확률은 RFID 태그 인식에 실패할 확률과, RFID 태그 인식에 성공하더라도 채널 오류로 응답 신호가 RFID 리더(100)의 슬롯에 전송되지 않을 확률을 더한 값이다. RFID 태그(200)의 분실확률은 아래의 수학식 9와 같이 계산할 수 있다.The loss probability, which is a probability that the
그러나, 매 프레임마다 프레임 크기가 변함에 따라 성공확률이 변하기 때문에 RFID 태그(200)가 경험하는 분실확률을 정확하게 추정하기 어려운 문제가 있다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법은 분실확률을 실제의 분실확률의 값과 유사하게 추정한다. However, there is a problem that it is difficult to accurately estimate the loss probability experienced by the
i번째 프레임에서 들어오는 RFID 태그(200)들이 RFID 리더(100)에 인식되지 못하고 인식 반경을 빠져나가는 분실 RFID 태그(200)가 되는 확률인 을 i번째 프레임에서 프레임 크기가 일 때의 성공확률 , 및 인식영역(101) 내에서 경험하는 프레임 수 을 사용하여 아래의 수학식 10과 같이 계산할 수 있다. 수학식 10은 를 근사하여 계산한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법에서는 각 프레임마다 프레임 크기가 변하지만 일정 시간이 흐른 뒤 유입되는 RFID 태그(200)의 수가 일정하고, RFID 리더(100)의 인식 영역(101)에 존재하는 RFID 태그(200)의 수가 일정하게 되어 프레임 크기가 일정하게 된다. 프레임 크기가 일정하게 되면 및 은 일정하게 유지될 수 있으므로, 근사값의 추정은 유효하다.The probability that the
다음으로, 다음 프레임의 크기를 결정한다(S106). 프레임 크기와 RFID 태그(200)가 경험하는 프레임 수의 관계를 고려하여 분실RFID 태그(200)를 줄이는 최적의 프레임 크기를 결정하기 위하여 RFID 리더(100)가 추정한 분실 확률을 최소화하는 프레임 크기를 찾아 그 결과로 프레임 크기를 결정한다. 적어도 하나의 프레임 크기를 아래의 수학식 11에 대입하여 분실확률을 최소화하는 프레임의 크기를 추정한다. 분실확률을 최소화하는 (i+1)번째 프레임의 크기 는 을 최소로 하는 프레임 크기 을 사용하여 추정될 수 있다. 이는 아래의 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.Next, the size of the next frame is determined (S106). Considering the relationship between the frame size and the number of frames experienced by the
마지막으로, RFID 리더(100)는 인식 영역(101)에 인식되지 않은 RFID 태그(200)가 존재하는지 여부를 판단한다(S107). RFID 리더(100)는 인식 영역(101)에 인식되지 않은 RFID 태그(200)가 존재하지 않으면, RFID 태그(200)의 인식을 종료한다. 반면에, RFID 리더(100)는 인식 영역(101)에 인식되지 않은 RFID 태그(200)가 존재한다고 판단한 경우, RFID 태그(200)의 인식을 수행하는 단계(S102) 부터 다시 진행한다. 이때, RFID 태그(200)가 RFID리더(100)의 인식영역(101)으로 계속 유입될 경우 S101단계부터 다시 진행하게 된다. RFID 리더(100)는 결정된 프레임의 크기를 사용하여 RFID 태그의 인식을 수행한다(S102). 결정된 프레임의 크기를 사용하여 RFID 태그의 인식을 수행하는 방법은 종래의 DFSA 방식의 RFID 태그 인식 방법에서 RFID 태그를 수행하는 방법을 사용할 수 있다. RFID 태그의 인식을 수행한 후 다음의 프레임의 크기를 결정하는 방식은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법을 사용한다.
Finally, the
도 4는 RFID 태그(200)의 이동속도가 증가할 때 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법과 종래의 DFSA 알고리즘 기반 RFID 태그 인식 방법의 RFID 태그 인식률을 비교한 도면이다.4 is a DFSA-based RFID tag recognition method and a conventional DFSA algorithm-based RFID tag to minimize the loss of the moving
RFID 태그(200)가 일정한 밀도로 분포되어 있고, 등속도로 RFID 리더(100)의 인식반경을 통과할 때, 인식에 성공한 RFID 태그(200) 수와 총 RFID 태그(200) 수의 비를 인식율로 정의하였다. EPC global Class 1 Generation 2 표준에 따른 시뮬레이션 파라미터를 아래의 표 1과 같이 설정하여 사용하였다. 도 4의 시뮬레이션 결과를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법을 사용한 결과로 AMMT with C-ratio estimation 및 AMMT with zero estimation이 도시되어 있고, 기존의 DFSA의 프레임 결정방법을 사용한 결과로 DFSA with C-ratio estimation 및 DFSA with zero estimation이 나타나 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법을 사용할 경우 기존의 DFSA의 프레임 결정방법에 비하여 인식율이 10%이상 향상됨을 알 수 있다.When the
도 5는 인식에 성공하는 RFID 태그(200)의 수에 따라 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법과 종래의 DFSA 알고리즘 기반 RFID 태그 인식 방법의 인식 지연시간을 비교한 도면이다. 도 5의 시뮬레이션 결과에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법을 사용한 결과로 AMMT with C-ratio estimation 및 AMMT with zero estimation이 도시되어 있고, 기존의 DFSA의 프레임 결정방법을 사용한 결과로 DFSA with C-ratio estimation 및 DFSA with zero estimation이 나타나 있다.5 is a DFSA-based RFID tag recognition method for minimizing the loss of a moving
도 5를 참조하면 유입되는 RFID 태그(200)의 수가 증가할 때 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동하는 RFID 태그(200)의 분실을 최소화하는 DFSA 기반의 RFID 태그 인식 방법을 사용할 경우 슬롯의 수는 종래의 DFSA 알고리즘 기반 RFID 태그 인식 방법에서 사용되는 슬롯의 수보다 30프로 감소되는 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 5, when the number of incoming RFID tags 200 increases, the number of slots when using a DFSA-based RFID tag recognition method for minimizing the loss of a moving
Claims (16)
RFID 태그가 유입되는 단계;
RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계; 및
상기 프레임 크기를 가진 프레임을 사용하여 RFID 태그를 인식하는 단계를 포함하며,
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 상기 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정하고, 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 확률을 추정함으로써 상기 RFID 태그의 분실확률을 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법.In the RFID tag recognition method using DFSA (Dynamic Framed Slotted ALOHA) method,
Introducing an RFID tag;
Determining, by the RFID reader, the frame size using the probability of loss of the RFID tag; And
Recognizing an RFID tag using a frame having the frame size,
The determining of the frame size by using the probability of loss of the RFID tag by the RFID reader estimates the number of frames to be experienced before the RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader, and the RFID tag recognizes the recognition region of the RFID reader. RFID tag recognition method for estimating the probability of loss of the RFID tag by estimating the probability that it will not be recognized from the RFID reader in every frame to be experienced until the departure.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 RFID 태그의 인식이 실패할 확률을 이용하여 상기 RFID 태그의 분실확률을 계산하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법.The method according to claim 1,
And determining, by the RFID reader, the frame size using the probability of loss of the RFID tag, calculating the probability of loss of the RFID tag using the probability that the recognition of the RFID tag fails.
상기 RFID 태그의 인식이 실패할 확률은 전체 확률에서 RFID 태그의 인식을 성공할 확률을 감하는 것으로 계산되고, 상기 RFID 태그의 인식이 성공할 확률은 한 개의 RFID 태그가 한 슬롯을 선택하고 나머지 RFID 태그들은 상기 슬롯이 아닌 다른 슬롯을 선택하는 확률로 계산되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법. 3. The method of claim 2,
The probability that the recognition of the RFID tag fails is calculated by subtracting the probability of successful recognition of the RFID tag from the overall probability, and the probability of the recognition of the RFID tag succeeding is that one RFID tag selects one slot and the remaining RFID tags are RFID tag recognition method characterized in that it is calculated by the probability of selecting a slot other than the slot.
상기 RFID 태그의 분실 확률은 상기 RFID 태그의 응답 신호가 채널 에러에 의해 식별되지 않을 확률을 더 사용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법.3. The method of claim 2,
And a loss probability of the RFID tag is calculated using a probability that the response signal of the RFID tag is not identified by a channel error.
상기 RFID 태그의 응답신호가 채널에러에 의해 전송되지 않은 확률은 패킷 에러율을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법.5. The method of claim 4,
And a probability that a response signal of the RFID tag is not transmitted by a channel error is calculated using a packet error rate.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 상기 RFID 리더의 인식 영역, 상기 RFID 태그의 이동 속도 및 현재 프레임의 크기를 이용하여 상기 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법.The method according to claim 1,
The determining of the frame size by using the probability of loss of the RFID tag by the RFID reader may include: recognition area of the RFID reader, moving speed of the RFID tag, and recognition area of the RFID reader using the current frame size. RFID tag recognition method characterized in estimating the number of frames to experience before leaving.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는, 추정된 상기 RFID 태그가 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수에 하나의 프레임에서 상기 RFID 태그가 인식되지 않은 확률을 곱하여, 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 분실 확률을 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법.The method of claim 7, wherein
The determining of the frame size by using the probability of loss of the RFID tag by the RFID reader may not recognize the RFID tag in one frame in the number of frames to be experienced until the estimated RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader. Multiplying the missing probability to estimate the loss probability that the RFID tag will not be recognized by the RFID reader in every frame to be experienced until the RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader.
상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그의 분실 확률을 이용하여 프레임 크기를 결정하는 단계는 상기 추정된 적어도 하나의 분실 확률 중에서 상기 분실 확률을 최소화하는 프레임의 크기를 선택하여 다음 프레임의 크기로 결정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 방법.The method of claim 8,
The determining of the frame size by using the loss probability of the RFID tag by the RFID reader may select the size of the frame that minimizes the loss probability among the estimated at least one loss probability to determine the next frame size. RFID tag recognition method.
복수의 RFID 태그 ;
상기 RFID 태그를 이동시키는 RFID 태그 이송부; 및
RFID 리더를 포함하고,
상기 RFID 리더는 상기 RFID 태그의 추정된 분실확률을 사용하여 프레임 크기를 결정하고, 상기 결정된 크기의 프레임을 사용하여 상기 RFID 태그를 인식하며,
상기 RFID 리더는 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정하고, 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 확률을 추정함으로써 상기 RFID 태그의 분실확률을 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 장치.In RFID tag recognition device using DFSA (Dynamic Framed Slotted ALOHA) method
A plurality of RFID tags;
An RFID tag transfer unit for moving the RFID tag; And
Includes an RFID reader,
The RFID reader determines the frame size using the estimated loss probability of the RFID tag, recognizes the RFID tag using the frame of the determined size,
The RFID reader estimates the number of frames to be experienced before the RFID tag leaves the recognition area of the RFID reader, and the probability that the RFID tag will not be recognized by the RFID reader in every frame to be experienced until the RFID tag leaves the recognition area of the RFID reader. And estimating a loss probability of the RFID tag by estimating a loss of the RFID tag.
상기 RFID 리더는 상기 분실확률을 RFID 태그의 인식 실패확률을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 장치.11. The method of claim 10,
And the RFID reader calculates the probability of loss using a probability of failure to recognize an RFID tag.
상기 RFID 리더는 상기 RFID 태그의 응답신호가 채널 에러에 의해 식별되지 않을 확률을 더 이용하여 상기 RFID 태그의 분실 확률을 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 장치.The method of claim 11,
And the RFID reader further estimates a loss probability of the RFID tag by further using a probability that the response signal of the RFID tag is not identified by a channel error.
상기 RFID 리더는 상기 RFID 리더의 인식 영역, 상기 RFID 태그의 이동 속도 및 현재프레임의 크기를 이용하여 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수를 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 장치.11. The method of claim 10,
The RFID reader estimates the number of frames to be experienced before the RFID tag leaves the recognition region of the RFID reader using the recognition region of the RFID reader, the moving speed of the RFID tag, and the size of the current frame. Tag recognition device.
상기 RFID 리더는 추정된 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어나기 전까지 경험할 프레임의 수에 하나의 프레임에서 상기 RFID 태그가 인식되지 않은 확률을 곱하여 상기 RFID 태그가 상기 RFID 리더의 인식 영역을 벗어 나기 전까지 경험할 모든 프레임에서 RFID 리더로부터 인식되지 않을 분실 확률을 추정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 장치.15. The method of claim 14,
The RFID reader multiplies the number of frames to be experienced until the estimated RFID tag leaves the recognition area of the RFID reader by the probability that the RFID tag is not recognized in one frame so that the RFID tag leaves the recognition area of the RFID reader. RFID tag recognition device, characterized in that for estimating the loss probability that will not be recognized from the RFID reader in every frame to be experienced.
상기 RFID 리더는 상기 추정된 적어도 하나의 분실 확률 중에서 상기 분실 확률을 최소화하는 프레임의 크기를 선택하여 다음 프레임의 크기로 결정하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 인식 장치.
The method of claim 15,
And the RFID reader selects a size of a frame that minimizes the loss probability among the estimated at least one loss probability and determines the size of a next frame.
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---|---|---|---|
KR1020120142774A KR101385639B1 (en) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | Methods and apparatuses of identifying rfid tag based on dfsa algorithm for the purpose of reducing missing tags in motion |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR20080058068A (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | 성균관대학교산학협력단 | System for tag estimation and anti-collision, and method thereof |
KR20080103341A (en) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | 에스케이 텔레콤주식회사 | Method for determining optimal frame size for tag collision prevention in rfid system |
-
2012
- 2012-12-10 KR KR1020120142774A patent/KR101385639B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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