KR101500188B1 - Rfid 시스템에서 태그 충돌 감지 방법 및 장치 - Google Patents

Rfid 시스템에서 태그 충돌 감지 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서, RFID 미들웨어가 이벤트 수집을 위한 프로토콜을 전송하는 과정과, 상기 RFID 미들웨어로부터 전송된 프로토콜 기반 RFID 리더에서 Query/Rep 메시지를 RFID 태그로 전송하는 과정과, 파워 온 리셋(power on reset) 신호에 응답하여 RFID 네트워크 내 위치하는 RFID 태그가 아이들 상태(idle state)에서 로우 파워(low power) 모드인 프리레디(preready) 상태로 변환되는 과정과, 상기 RFID 리더의 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 체크하는 과정과, 체크 결과에 따라 상기 RFID 리더에서 RFID 태그의 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드(command) 메시지를 선별적으로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SENSING COLLISION TAG IN RFID SYSTEM}
본 발명은 고속 RFID 태그 감지 및 충돌 예방에 관한 것이다.
무선인식 기술 즉, RFID(Radio Frequency Identification)란 Micro-chip을 내장한 Tag, Label, Card 등에 저장된 Data를 무선 주파수를 이용하여 리더기에서 자동인식하는 기술을 말한다. 칩의 저장능력과 인식능력이 향상되면서 유비쿼터스 환경에서 필수적인 기술로 인식되고 있다. RFID는 기존의 바코드나 자기 인식 장치의 단점을 보완하고 사용의 편리성 향상으로 물류관리, 재고 관리 등 소비가 비약적으로 증가 되고 있는 차세대 핵심 기술로 주목받고 있다.[1]
무선인식 시스템은 시스템을 관리하는 호스트, 인식을 위하여 인식 대상체에 붙이는 태그, 그리고 태그를 인식하기 위한 무선 판독기로 나누어진다. 시스템 내에서의 통신은 주종방법에 따라 이루어지며 먼저 호스트에서 무선 판독기로 데이터를 요청하면 무선 판독기는 태그를 인식하고 태그로부터 데이터를 받아서 다시 호스트로 넘기는 방법을 취한다.[2, 3]
이때 무선판독기 인식 거리 내에 트랜스폰더가 존재하지 않으면 무선 판독기는 일정한 시간이 지난 후 다시 데이터 요청 신호를 보내게 된다. 이와 같은 시스템의 경우 태그가 무선 판독기가 데이터 요청 신호를 보낸 후 인식거리 내에 들어오게 된다면 태그는 무선 판독기의 다음 데이터 요청신호를 기다리게 되며 이는 인식시간의 증가로 이어지게 된다.
이와 같은 문제를 해결하고자 [4, 5]에서는 태그가 판독기에 접근하는 경우 이를 인지할 수 있는 방법을 제시하였고, 이를 이용하여 태그가 무선 판독기의 인식 거리 내에 접근할 시 무선 판독기가 태그로 데이터 요청을 하도록 하였다. 이렇게 함으로써 종래의 방식에서 일어날 수 있는 무선 판독기의 요청 신호 이후 태그가 인식거리 내에 도달할 시 발생하는 불필요한 인식시간을 줄이도록 하였다.
한편, 무선 판독기의 인식 거리 내에 여러 개의 태그가 존재하는 경우 판독기의 요청에 태그가 동시에 응답하게 되면 태그와 태그 사이에 서로 전파를 간섭하는 현상이 발생하게 되며 이를 충돌 현상이라 한다. 충돌 발생 시 이에 대처하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 충돌회피(anti-collision)알고리즘 또는 프로토콜을 적용하여 태그 간 충돌이 일어나지 않도록 알고리즘적으로 조종하는 것으로 크게 알로하 기반의 확률적 알고리즘과 이진 트리 기반의 결정적 알고리즘으로 나눌 수 있다.
확률적 알고리즘은 N개의 슬롯을 임의로 선택하여 식별자를 적재하는 방식이고 이진 트리 결정적 알고리즘은 이진트리를 구성한 후 트리의 노드를 순회하는 방식을 사용하는 알고리즘이다.
이러한 충돌회피 알고리즘을 사용하는 경우 인위적인 개입 없이 충돌 문제를 해결할 수 있는 반면 모든 태그를 인식하여 데이터를 수신하기까지 많은 시간이 걸리게 된다. 충돌을 처리하는 또 하나의 방법은 충돌회피 알고리즘을 사용하는 대신 충돌이 감지되면 하나의 태그씩 순차적으로 접근하도록 하는 것이다.
살펴본 바와 같이 종래의 시스템에서 판독기는 명령 전송과 태그들의 동시 응답이라는 과정 속에 발생하는 태그 충돌을 통해 복수의 태그가 존재함을 인식할 수 있었다. 이러한 충돌 인식 과정은 전체적인 태그 인식시간 증가 요인 중 하나이다.
한편, 도 1은 RFID 시스템에서 태그/리더 간 통신 시 각 상태별 동작을 보인 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 상태는 다음 상태로 전이되기 위해 리더의 경우 태그의 응답을 받기 위해 계속적으로 명령을 전송하게 된다.
아이들(idle) 상태에서 변수 wait_time을 감소시키면서 태그의 응답을 확인한다. 태그가 REQA 명령을 보낸 이후 wait_time 감소 중에 접근하였다면 리더는 wait_time이 '0'이 되어 다시 REQA 명령을 태그로 보내어야만 데이터를 수신받을 수 있게 된다. 이는 남은 wait_time 만큼의 인식 시간이 증가 되어 전체 시스템에서 복수의 태그가 있는 경우 모든 태그을 인식하기까지는 구조적으로 많은 시간이 소비되는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명은 충돌 인식 과정 없이 복수의 태그가 존재함을 인식할 수 있는 방법을 제안하고자 RFID 리더의 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 체크하여 체크 결과에 따라 RFID 태그별 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드 메시지를 선별적으로 송신하여 해당 RFID 태그를 활성화하여 RFID 시스템 전체의 태그 인식 시간을 줄이고 충돌을 예방하여 충돌 회피 과정을 단순화하는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 견지에 따르면, RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서, RFID 미들웨어가 이벤트 수집을 위한 프로토콜을 전송하는 과정과, 상기 RFID 미들웨어로부터 전송된 프로토콜 기반 RFID 리더에서 Query/Rep 메시지를 RFID 태그로 전송하는 과정과, 파워 온 리셋(power on reset) 신호에 응답하여 RFID 네트워크 내 위치하는 RFID 태그가 아이들 상태(idle state)에서 로우 파워(low power) 모드인 프리레디(preready) 상태로 변환되는 과정과, 상기 RFID 리더의 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 체크하는 과정과, 체크 결과에 따라 상기 RFID 리더에서 RFID 태그의 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드(command) 메시지를 선별적으로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치에 있어서, 제어부의 제어 하에 RFID 미들웨어 프로토콜 기반 RFID 태그 간 RFID 통신 수행을 위한 신호를 송수신하는 송수신부와, 상기 송수신부와 연결된 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 전압 체크부를 통해 체크하도록 제어하고, 체크 결과에 따라 RFID 태그의 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드 메시지가 선별적으로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 RFID 시스템 전체의 태그 인식 시간을 줄이고 충돌을 예방하여 충돌 회피 과정을 단순화하는 효과가 있다.
도 1은 RFID 시스템에서 태그/리더 간 통신 시 각 상태별 동작을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법이 적용된 시스템의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 관한 전체 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서, 다중 접속 시 나타나는 REQUEST 명령을 보인 테이블.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법이 적용된 리더의 등가 회로.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서, 전압 체크부가 구비된 리더의 등가 회로도.
도 8 및 도 9는 본 발명이 적용된 RFID 시스템에서의 태그의 거리에 따른 상호 인덕턴스 변화와 그에 따른 리더의 안테나에 인가되는 전압의 변화를 실험한 결과를 보인 그래프.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
본 발명은 고속 RFID 태그 감지 및 충돌 예방에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RFID 미들웨어의 프로토콜 기반 RFID 리더 및 태그 간 통신 시 상기 RFID 리더의 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 체크하여 체크 결과에 따라 RFID 태그별 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드 메시지를 선별적으로 송신하여 해당 RFID 태그를 활성화함으로써 RFID 시스템 전체의 태그 인식 시간을 줄이고 충돌을 예방하여 충돌 회피 과정을 단순화하는 기술을 제공하고자 한다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 대하여 도 3을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
이에 앞서, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법이 적용된 시스템의 개략적인 구성을 보인 것으로, 도 2를 참조하면, 본 발명이 적용된 시스템(200)은 안테나가 포함된 RFID 리더기(210), 무선 자원을 송수신할 수 있는 안테나(216), 정보를 저장하고 프로토콜로 데이터를 교환하는 RFID 태그(212) 및 서버(214)를 포함한다.
상기 RFID 리더기(210)는 RFID 태그(212)에 읽기와 쓰기가 가능하도록 하고, 상기 안테나(216)는 정의된 주파수와 프로토콜로 RFID 태그에 저장된 데이터를 교환하도록 구성되어 있으며, RFID 태그는 데이터를 저장하는 RFID의 핵심 기능을 담당한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 관한 전체 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 310 과정에서는 RFID 미들웨어가 이벤트 수집을 위한 프로토콜을 전송한다.
이때, 상기 RFID(Radio Frequency Identifier)미들웨어는, 태그/리더 간 무선 주파수 신호를 송수신하는 안테나를 구비하는 RFID 시스템에서 태그/리더 간 상호 인증 기능을 제공하고, 리더가 Query/Adjust/Rep 메시지를 전송하면 태그는 관련 응답을 상기 리더에게 전송하고, 리더가 ACK으로 반응하면 태그는 해당하는 고유 ID값을 리더로 전송하여 사물과 환경을 인식하고 네트워크를 통해 실시간 정보를 구축, 활용토록 하는 RFID 통신 규격을 의미하는 것으로, 본 발명이 적용된 시스템에서는 상기 RFID 미들웨어에 정의된 RFID 통신 규격에 따라 태그/리더 간 데이터 전송이 수행된다.
이를 기반으로, 312 과정에서는 상기 RFID 미들웨어로부터 전송된 프로토콜(데이터 전송 규칙) 기반 RFID 리더에서 Query/Rep 메시지를 RFID 태그로 전송한다.
여기서, 상기 RFID 태그의 동작은, 리더의 명령에 따라 정상 모드 혹은 슬립 모드로 전환되어 리더의 제1 명령에 응답하여 아이들(idle) 상태에서 제1 상태로 변환되고, 상기 리더의 제2 명령에 응답하여 프리레디(preready) 상태로 변환된다.
즉, 상기 312 과정의 동작을 통해 314 과정에서는 파워 온 리셋(power on reset) 신호에 응답하여 RFID 네트워크 내 위치하는 RFID 태그가 아이들 상태(idle state)에서 로우 파워(low power) 모드인 프리레디(preready) 상태로 변환된다.
316 과정에서는 상기 RFID 리더의 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간(wate_time) 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 체크한다.
이때, 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도 체크는, 318 과정에서 해당 네트워크 내에서 송신 전력이 최대인 RFID 태그를 최우선순위로 리큐(Re-queue)하여, 320 과정에서 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도가 최우선순위에 해당하는 RFID 태그부터 순차적으로 ACK 명령에 대한 응답 메시지를 전송하여 수행된다.
상기 318 및 320 과정의 동작에 따라 무선 주파수 신호의 수신 감도 체크 결과에 따라 상기 RFID 리더에서 RFID 태그의 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드(command) 메시지를 선별적으로 전송함으로써 322 과정에서 RFID 태그가 활성화된다.
이와 같이, 본 발명이 적용된 시스템에서는 RFID 리더의 안테나를 통해 리더의 명령에 따라 억세스(access)를 시도하는 태그별 무선 주파수 신호에 따른 인가되는 전압을 리더에 구비된 제어부의 제어하에 전압 체크부에서 검사함으로써 REQA 명령의 반복을 실행하지 않고 체크된 전압을 이용하여 태그의 접근을 인식하고 REQA 명령을 송신하게 되는 것으로, 이와 같은 안테나를 이용한 리더의 대기시간의 범위를 나타내면 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112013101551854-pat00001
여기서,
Figure 112013101551854-pat00002
은 실제 안테나를 통하여 일정한 전압과 비교하는 시간과 상기 전압 체크부의 출력을 입력으로 받아서 처리하는 시간이 된다. 이는 wait_time에 의해 대기하는 시간보다 매우 작다. 따라서 태그를 더 빠르게 활성화할 수 있다.
본 발명은 상기 전압 체크부를 이용한 리더에서 검사되는 안테나의 전압이 태그의 개수와 거리에 따라 변화되는 특성을 살피고 이를 이용하여 태그의 충돌을 예방하고자, 도 5에 도시된 바와 같이 리더의 등가 회로를 구비한다.
도 5는 인덕턴스
Figure 112013101551854-pat00003
와 도선 저항
Figure 112013101551854-pat00004
의 안테나를 갖는 리더의 등가 회로도이고, 상기 회로로부터 안테나에 흐르는 전류
Figure 112013101551854-pat00005
는 공급전압
Figure 112013101551854-pat00006
로부터 하기의 수학식 1과 같이 결정된다.
Figure 112013101551854-pat00007
태그가 리더 안테나의 감지 영역 바깥에 있을 때, 공진 주파수에서
Figure 112013101551854-pat00008
과
Figure 112013101551854-pat00009
의 임피던스는 서로 상쇄되므로
Figure 112013101551854-pat00010
=
Figure 112013101551854-pat00011
이 되어 안테나 전압
Figure 112013101551854-pat00012
는 하가의 수학식 2와 같이 결정된다.
Figure 112013101551854-pat00013
이에 해당하는 안테나에 두 개의 태그가 접근해 있는 경우 등가 회로도는 도 6에 도시된 바와 같다.
한편, 두 개의 태그가 리더에 접근하여 각 장치들이 교류 자기장에 의해 결합될 경우 리더의 안테나와 두 개의 태그의 회로적 등가 관계는 도 6과 같고, 도 6의 각 회로에서 전압과 전류의 관계는 하기의 수학식 3으로 표현된다.
Figure 112013101551854-pat00014
여기서,
Figure 112013101551854-pat00015
=
Figure 112013101551854-pat00016
,
Figure 112013101551854-pat00017
=
Figure 112013101551854-pat00018
,
Figure 112013101551854-pat00019
=
Figure 112013101551854-pat00020
이고,
Figure 112013101551854-pat00021
=
Figure 112013101551854-pat00022
일 경우 안테나 전류는
Figure 112013101551854-pat00023
는 하기의 수학식 4와 같이 표현되는 것으로, 이를 통해 안테나 전류
Figure 112013101551854-pat00024
는 태그의 개수와 상호 인덕턴스
Figure 112013101551854-pat00025
에 따라 변화하는 것을 알 수 있다.
Figure 112013101551854-pat00026
또한, 리더에 구비된 안테나의
Figure 112013101551854-pat00027
는 하기의 수학식 5와 같이 결정된다.
Figure 112013101551854-pat00028
상기 수학식 4 및 5로부터 자기장 결합 상태에서 안테나에 인가되는 전압
Figure 112013101551854-pat00029
는 하기의 수학식 6과 같이 결정된다.
Figure 112013101551854-pat00030
한편, 두 태그의 상호 인덕턴스가
Figure 112013101551854-pat00031
≠
Figure 112013101551854-pat00032
일 때,
Figure 112013101551854-pat00033
와
Figure 112013101551854-pat00034
는 하기의 수학식 7과 같이 변화하게 된다.
Figure 112013101551854-pat00035
Figure 112013101551854-pat00036
따라서 안테나에 인가되는 전압
Figure 112013101551854-pat00037
는 하기의 수학식 9와 같이 결정된다.
Figure 112013101551854-pat00038
상기 수학식 9에서와 같이, 안테나에 인가되는 전압
Figure 112013101551854-pat00039
는 태그의 개수와 각 태그와 리더 간의 상호인덕턴스에 따라 변하게 된다. 상호인덕턴스를 결정하는 일반적인 식은 다음과 같다.
Figure 112013101551854-pat00040
여기서,
Figure 112013101551854-pat00041
는
Figure 112013101551854-pat00042
번째 태그를 나타내고,
Figure 112013101551854-pat00043
는 리더의 안테나와 태그의 결합 계수를 나타내며, 두 사이의 거리 x에 따른 관계식은 하기의 수학식 11과 같다.
Figure 112013101551854-pat00044
여기서,
Figure 112013101551854-pat00045
과
Figure 112013101551854-pat00046
는 태그와 리더의 안테나 코일의 반경을 의미한다.
수학식 11을 통해, 결합 계수는 항상 한계치 0≤
Figure 112013101551854-pat00047
≤1 사이에 존재하며,
Figure 112013101551854-pat00048
= 0 일 때는 먼 거리 또는 자기장에 의한 완전 비 결합을 의미하고,
Figure 112013101551854-pat00049
=1일 때는 완전 결합으로 두 코일들이 동일한 자기선 속에 영향을 받음을 의미한다. 즉, 태그의 접근에 대하여 결합계수
Figure 112013101551854-pat00050
의 값이 변화하게 되며 리더의 안테나에 인가되는 전압의 변화로 나타난다.
또한 태그의 개수의 변화 역시 리더의 안테나에 인가되는 전압의 변화로 나타난다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서, 전압 체크부가 구비된 리더의 등가 회로도를 보인 것으로, 리더의 안테나를 통한 전압 체크부를 이용하여 인가되는 태그로부터의 전압을 검사함으로써 REQA 명령의 반복을 실행하지 않고 검색된 전압을 이용하여 태그의 접근을 인식하고 해당하는 태그로의 REQA 명령을 송신하게 된다.
도 8 및 도 9는 본 발명이 적용된 RFID 시스템에서의 태그의 거리에 따른 상호 인덕턴스 변화와 그에 따른 리더의 안테나에 인가되는 전압의 변화를 실험한 결과를 보인 것으로, 거리에 따른 상호 인덕턴스의 변화와 이에 따른 리더의 안테나에 인가되는 전압을 알아보기 위해 상호 인덕턴스의 일반식에 사용되는 결합계수
Figure 112013101551854-pat00051
의 변화를 주었으며, 태그의 개수는 2개로 하였다.
도 8은
Figure 112013101551854-pat00052
=1로 고정된
Figure 112013101551854-pat00053
과 결합계수
Figure 112013101551854-pat00054
의 변화에 따른
Figure 112013101551854-pat00055
의 변화를 나타낸다.
Figure 112013101551854-pat00056
가 증가할수록 태그와 리더 간 거리가 가까워짐을 의미하며, 거리가 가까워질수록
Figure 112013101551854-pat00057
가 커지는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 도 8에서 나타난
Figure 112013101551854-pat00058
과
Figure 112013101551854-pat00059
을 갖는 태그의 접근에 따른 리더의 안테나에 인가되는 전압
Figure 112013101551854-pat00060
을 나타낸다. 상호인덕턴스
Figure 112013101551854-pat00061
을 갖는 태그는 완전 결합으로
Figure 112013101551854-pat00062
=1이다. 따라서 이 태그 하나만 존재할 때에는 리더의 안테나에 인가되는 전압
Figure 112013101551854-pat00063
는 변화가 없다.
반면에
Figure 112013101551854-pat00064
의 상호인덕턴스를 갖는 태그가 리더에 근접해 있고,
Figure 112013101551854-pat00065
을 갖는 태그가 비교적 먼 거리에서 리더로 점차 접근하여 결합 계수가 01≤
Figure 112013101551854-pat00066
≤1로 변화함에 따라 리더의 안테나에 인가되는 전압 는 점차 증가한다. 따라서 리더의 전압 체크부로 점차 증가되는
Figure 112013101551854-pat00067
를 검사함으로써 또 다른 태그의 접근 또는 존재 여부를 알 수 있었다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서, 다중 접속 시 나타나는 REQUEST 명령을 보인 테이블에 관한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, REQUEST 명령에 응답하여 태그들이 리더로 보내 서로 다른 일련 번호들이 충돌이 난 경우, 다음 반복 구간에서 미리 선택된 주소 범위를 제한함으로써 최종적으로 하나의 태그가 응답하는 결과를 나타낸다.
리더가 REQUEST 명령(≤10111111)을 보낸 후에 이 조건을 만족하는 모든 트랜스폰더들은 리더로 자신의 일련번호를 전송함으로써 응답한다.
여기서는 태그 1, 2, 3이 해당된다. 이로부터 두 번째 반복의 검색범위에서 최소한 한두 개의 태그가 있다는 결론을 내릴 수 있고, 세 번째 반복 구간에서 검색범위를 더 줄일 수 있다.
환언하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서, 다중 접속 시 충돌 회피를 위해 상기 RFID 리더로 각 RFID 태그별 응답 메시지 전송 시 RFID 미들웨어의 프로토콜을 기반으로 순차적으로 부여된 각 RFID 태그별 고유 일련번호를 통해 상태별 기설정된 복수의 구간 중 제1 구간에서 충돌을 판단하고, 상기 제1 구간에서 충돌이 판단된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호를 상기 제1 구간으로부터 후행하는 구간들에서 차단한다.
이때, 상기 제1 구간에서 충돌된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호 중에서 가장 높은 일련번호보다 큰 값을 제2 구간에서의 RFID 리더 명령 조건 신호로 부여하고, 부여된 상기 RFID 리더 명령 조건 신호에 대응하는 고유 일련번호를 가진 RFID 태그의 응답 메시지를 수신한다.
이와 같이, 본 발명에 있어서, 상기 RFID 리더 명령 조건 신호는, 기설정된 구간별로 서로 상이하고, 상기 구간별 RFID 태그 관련 탐색 구간 범위는 구간 오름차순 기반 순차적으로 감소한다.
이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 관한 동작을 살펴보았다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치에 관해 살펴보기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치에 관한 상세 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명이 적용된 태그 충돌 감지 장치는 RF 송수신부(10), 전압 체크부(12), 제어부(14), 일련번호 할당부(16), 충돌 판단부(18)를 포함한다.
상기 RF 송수신부(10)은 상기 제어부(14)의 제어 하에 RFID 미들웨어 프로토콜 기반 RFID 태그 간 RFID 통신 수행을 위한 신호를 송수신한다.
상기 제어부(14)는 상기 RF 송수신부(10)와 연결된 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 전압 체크부(12)를 통해 체크하도록 제어하고, 체크 결과에 따라 RFID 태그의 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드 메시지가 선별적으로 전송되도록 제어한다.
이때, 상기 제어부(14)는 상기 전압 체크부(12)를 통해 무선 주파수 신호의 수신 감도 체크 시 해당 네트워크 내에서 송신 전력이 최대인 RFID 태그를 최우선순위로 순위로 리큐(Re-queue)하고, RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도가 최우선순위에 해당하는 RFID 태그부터 순차적으로 ACK 명령에 대한 응답 메시지를 전송하여 RFID 태그가 활성화되도록 제어한다.
그리고 상기 제어부(14)는 커멘드 메시지에 대한 각 RFID 태그별 응답 메시지 수신 시 일련번호 할당부(16)를 통해 RFID 미들웨어의 프로토콜을 기반으로 순차적으로 부여된 각 RFID 태그별 고유 일련번호를 기반으로 상태별 기설정된 복수의 구간 중 제1 구간에서 충돌 판단부(18)를 통해 충돌을 판단하도록 제어하여, 상기 제1 구간에서 충돌이 판단된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호를 상기 제1 구간으로부터 후행하는 구간들에서 차단한다.
이때, 상기 제어부(14)는, 상기 일련번호 할당부(16)를 통해 상기 제1 구간에서 충돌된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호 중에서 가장 높은 일련번호보다 큰 값을 제2 구간에서의 RFID 리더 명령 조건 신호로 부여하고, 부여된 상기 RFID 리더 명령 조건 신호에 대응하는 고유 일련번호를 가진 RFID 태그의 응답 메시지가 수신되도록 제어한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치 및 방법에 관한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
Figure 112013101551854-pat00068
10: RF 송수신부 12: 전압 체크부
14: 제어부 16: 일련번호 할당부
18: 충돌 판단부

Claims (10)

  1. RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법에 있어서,
    RFID 미들웨어가 이벤트 수집을 위한 프로토콜을 전송하는 과정과,
    상기 RFID 미들웨어로부터 전송된 프로토콜 기반 RFID 리더에서 Query/Rep 메시지를 RFID 태그로 전송하는 과정과,
    파워 온 리셋(power on reset) 신호에 응답하여 RFID 네트워크 내 위치하는 RFID 태그가 아이들 상태(idle state)에서 로우 파워(low power) 모드인 프리레디(preready) 상태로 변환되는 과정과,
    상기 RFID 리더의 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 체크하는 과정과,
    체크 결과에 따라 상기 RFID 리더에서 RFID 태그의 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드(command) 메시지를 선별적으로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 체크하는 과정은,
    해당 네트워크 내에서 송신 전력이 최대인 RFID 태그를 최우선순위로 리큐(Re-queue)하여 수행됨을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도가 최우선순위에 해당하는 RFID 태그부터 순차적으로 ACK 명령에 대한 응답 메시지를 전송하여 RFID 태그를 활성화하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 커멘드 메시지를 선별적으로 전송하는 과정은,
    상기 RFID 리더로 각 RFID 태그별 응답 메시지 전송 시 RFID 미들웨어의 프로토콜을 기반으로 순차적으로 부여된 각 RFID 태그별 고유 일련번호를 통해 상태별 기설정된 복수의 구간 중 제1 구간에서 충돌을 판단하는 과정과,
    상기 제1 구간에서 충돌이 판단된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호를 상기 제1 구간으로부터 후행하는 구간들에서 차단하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RFDI 시스템에서 태그 충돌 감지 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 차단은,
    상기 제1 구간에서 충돌된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호 중에서 가장 높은 일련번호보다 큰 값을 제2 구간에서의 RFID 리더 명령 조건 신호로 부여하고, 부여된 상기 RFID 리더 명령 조건 신호에 대응하는 고유 일련번호를 가진 RFID 태그의 응답 메시지를 수신함을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 RFID 리더 명령 조건 신호는,
    기설정된 구간별로 서로 상이하고, 상기 구간별 RFID 태그 관련 탐색 구간 범위는 구간 오름차순 기반 순차적으로 감소함을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 방법.
  7. RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치에 있어서,
    제어부의 제어 하에 RFID 미들웨어 프로토콜 기반 RFID 태그 간 RFID 통신 수행을 위한 신호를 송수신하는 송수신부와,
    상기 송수신부와 연결된 안테나를 통해 RFID 태그로부터 응답 관련 응답 대기 시간 동안 상기 RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도를 전압 체크부를 통해 체크하도록 제어하고, 체크 결과에 따라 RFID 태그의 응답 관련 억세스(access) 여부를 판단하여 해당 RFID 태그의 읽기/쓰기를 명령하는 커멘드 메시지가 선별적으로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    해당 네트워크 내에서 송신 전력이 최대인 RFID 태그를 최우선 순위로 리큐(Re-queue)하고, RFID 태그로부터의 무선 주파수 신호의 수신 감도가 최우선순위에 해당하는 RFID 태그부터 순차적으로 ACK 명령에 대한 응답 메시지를 전송하여 RFID 태그가 활성화되도록 제어함을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    커멘드 메시지에 대한 각 RFID 태그별 응답 메시지 수신 시 일련번호 할당부를 통해 RFID 미들웨어의 프로토콜을 기반으로 순차적으로 부여된 각 RFID 태그별 고유 일련번호를 기반으로 상태별 기설정된 복수의 구간 중 제1 구간에서 충돌 판단부를 통해 충돌을 판단하도록 제어하여, 상기 제1 구간에서 충돌이 판단된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호를 상기 제1 구간으로부터 후행하는 구간들에서 차단함을 특징으로 하는 RFDI 시스템에서 태그 충돌 감지 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 일련번호 할당부를 통해 상기 제1 구간에서 충돌된 해당 RFID 태그별 고유 일련번호 중에서 가장 높은 일련번호보다 큰 값을 제2 구간에서의 RFID 리더 명령 조건 신호로 부여하고, 부여된 상기 RFID 리더 명령 조건 신호에 대응하는 고유 일련번호를 가진 RFID 태그의 응답 메시지가 수신되도록 함을 특징으로 하는 RFID 시스템에서 태그 충돌 감지 장치.
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