KR101534752B1 - 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로, 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템에 있어서, 움직임 감지부를 이용하여 열차의 움직임을 감지하고 RFID 리더의 태그정보 수신 상태를 파악하며, 이를 기반으로 열차의 운행상태를 판단하여, 열차가 정차 중이면 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF)시키고, 열차가 다시 운행을 시작하면 RFID 리더로의 전원공급을 다시 온(ON)시킴으로써 RFID 리더에서 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지하는 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

Description

전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법{TRANSPONDER SYSTEM ENABLE OF POWER SAVE AND OPERATING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열차 상의 RFID 리더에서 철도 상의 RFID 트랜스폰더로 무선 신호를 전송하여 상기 RFID 트랜스폰더에 전원을 공급하고 상기 RFID 트랜스폰더에 내장되어 있는 위치정보를 수신하는 트랜스폰더 시스템에 있어서, 열차가 역사에 정차하거나 선로 상의 문제로 정차한 경우와 같이 열차 상의 RFID 리더에서 선로 상의 RFID 트랜스폰더로 무선신호를 출력할 필요가 없는 상황을 인식하여 스스로 RFID 리더의 전원을 온오프 함으로써 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있는 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
열차의 위치정보를 파악하는 기술 중 하나로 트랜스폰더 시스템이 있다. 상기 트랜스폰더 시스템은 무선정보인식기술로서 고유정보를 탑재한 RFID 트랜스폰더와 상기 RFID 트랜스폰더 내 고유정보를 판독하는 RFID 리더로 구성되며, RFID 트랜스폰더는 일정간격으로 선로 중심에 설치되어 RFID 리더가 탑재된 열차가 상기 RFID 트랜스폰더를 통과할 때 RFID 트랜스폰더에 탑재되어 있는 정보를 판독하여 선로 상 기준위치정보를 파악하는 것이다.
일반적으로 RFID 트랜스폰더는 전원 포함 여부에 따라 액티브(Active) 트랜스폰더와 패시브(Passive) 트랜스폰더로 구분되고, 상기 액티브 트랜스폰더는 50~100M 거리에서도 인식이 가능하며 환경의 영향을 적게 받는 반면 패시브 트랜스폰더에 비해 수명이 짧고 사이즈가 크며 고가이나, 상기 패시브 트랜스폰더는 저렴하고 소형 패키징이 가능하며 수명도 반영구적이나 액티브 트랜스폰더에 비해 주변 환경의 영향을 많이 받고 인식 거리가 짧다. 또한, 상기 RFID 리더는 안테나와 동조회로 및 반송파 발생기로 구성되고, 패시브 트랜스폰더에 RF 에너지를 공급하여 활성화시켜서 트랜스폰더에 저장된 정보를 수신하는 역할을 한다. 또한, 적용 분야에 따라 사용 주파수는 12.5 KHz에서 900 MHz에 이르는 UHF 대역에 이르기까지 대역이 다양하다.
상기와 같은 저비용, 작은 사이즈로 인한 설치의 편의성 및 수명의 반영구성 등의 이유로 열차 위치검지에 사용되는 트랜스폰더 시스템은 패시브(PASSIVE) 트랜스폰더 시스템의 구조를 가진다. 상기 패시브 트랜스폰더 시스템에서는 RFID 트랜스폰더에 일정 이상의 전력이 전달되어야만 정상 동작이 가능하기 때문에, 열차 상에 설치된 RFID 리더는 약속된 최소한의 전력을 꾸준히 RFID 트랜스폰더에 전달하여야만 RFID 트랜스폰더로부터 위치 정보를 제공받을 수 있고 이를 기반으로 철도 위치검지시스템이 원활하게 작동될 수 있다.
이와 같은 이유로 인해 현재의 트랜스폰더 시스템에서는 선로 상의 RFID 트랜스폰더로 전력을 전송하기 위해 열차 상의 RFID 리더에서 무선신호를 상시 출력하고 있다. 그러나 열차가 역사에서 정차하거나 선로 상의 문제로 정차하게 되었을 경우에는 상기 RFID 리더에서의 신호 출력은 불필요하게 되지만, 아직까지 열차의 운행상태에 따라 RFID 리더의 출력을 제어하는 기술이 존재하지 않았다.
상기와 같은 실정에 따라, 본 발명은 열차의 운행상태에 따라 RFID 리더의 출력이 필요 없는 상황을 판단하여 스스로 상기 RFID 리더로의 전원공급을 온오프 시키는 새로운 트랜스폰더 시스템을 제시하고자 한다.
다음은 본 발명의 기술 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.
먼저, 한국공개특허 제2010-0083043호 (2010.07.21)는 RFID를 이용한 열차 정보 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 선로를 따라 설치되는 다수 개의 RFID 태그(트랜스폰더)를 포함하여 이루어져, 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 정보를 교환하는 데 관한 기술이 기재되어 있다.
또한, 한국공개특허 제2008-0036262호 (2008.04.28)는 철도차량의 마커 검지 시스템 및 그를 이용한 마커검지방법에 관한 것으로, 열차가 지나는 궤도의 주변을 따라서 일련의 ID를 부여한 마커(marker)가 발생하는 복수의 프레임 신호로 된 무선 신호를 수신하고 실제 차량의 현재위치를 구하여 정밀한 열차의 정위치 정차를 수행하는 데 관한 기술이 기재되어 있다.
또한, 한국공개특허 제2010-0083060호 (2010.07.21)는 RFID를 이용한 모노레일 차량 운행 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 모노레일 주행로를 따라 주행로에 대한 정보 등의 고정정보가 저장된 RFID 태그(트랜스폰더)를 설치하고, 모노레일 차량이 주행 중에 모노레일 차량에 설치된 RFID 리더에서 상기 주행로에 설치된 RFID 태그로부터 주행로의 경사, 굴곡, 지반 상태 등의 주행로 정보를 수신하여 모노레일 차량의 운행을 제어하는 데 관한 기술이 기재되어 있다.
상기 선행기술은 트랜스폰더를 이용한 RFID 통신방식으로 열차의 위치를 파악하거나 특정 정보에 대한 무선식별에 관해 기재되어 있어, 본 발명이 다루고 있는 트랜스폰더 시스템과 기술 분야에 유사점이 있으나 본 발명과 같이 열차의 운행상태를 파악하여 이에 따라 RFID 리더로의 전원공급을 자동 제어함으로써 RFID 리더에서 쓸모없이 소모되는 전력을 감소하는 기술에 관해서는 기재되어 있지 않아 본 발명과는 목적, 구성 및 효과에 있어서 차이점이 있다.
본 발명은 상기된 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 열차의 운행 상태와 열차 상에 설치된 RFID 리더로 수신되는 선로 상에 설치된 RFID 트랜스폰더의 데이터를 기반으로 RFID 리더로의 전원공급을 조절하는 방법을 사용하여 열차 상의 RFID 리더에서 불필요하게 출력되는 전력을 감소시킬 수 있는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 열차의 운행 상태를 파악하는데 있어서 열차에 움직임 감지부를 설치하고, 상기 움직임 감지부에 감지되는 열차의 움직임 정보를 기반으로 열차의 운행 상태가 정차 상태인지 운행 상태인지를 파악하여 열차가 정차 중일 때는 RFID 리더로의 전원공급을 오프 시키고 열차가 다시 운행하면 RFID 리더로의 전원공급을 다시 온 시킴으로써 열차 정차 중에 낭비되는 RFID 리더의 전력을 최대한 세이브할 수 있는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 열차 상에 설치된 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 데 있어서, 상기 움직임 감지부를 이용하는 것에 더불어 열차 상에 설치된 RFID 리더에 선로 상에 설치된 RFID 트랜스폰더의 데이터가 일정시간 동안 수신되지 않거나, 혹은 동일한 RFID 트랜스폰더의 데이터가 반복적으로 수신되는 경우를 열차 정차상태로 판단하는 것과 같이 RFID 리더로 수신되는 RFID 트랜스폰더의 태그정보 수신상태를 기반으로 열차의 운행상태를 더욱 정확하게 판단하고 RFID 리더의 전원을 제어하는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템은, 열차 상에 설치된 RFID 리더; 선로 상에 설치된 RFID 트랜스폰더; 열차의 움직임을 감지하는 움직임 감지부; 상기 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 출력 제어부;를 포함하며, 상기 출력 제어부는 상기 움직임 감지부로부터 열차의 움직임 정보를 전송받아 열차의 현재 운행상태를 판단하여, 열차가 운행 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON) 시키고, 열차가 정차 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템에서, 상기 출력 제어부는, 상기 움직임 감지부로부터 열차의 움직임 정보를 전송받는 것과 더불어 상기 RFID 리더로부터 태그정보 수신상태 정보를 더 전송받으며, 상기 열차의 움직임 정보와 태그정보가 수신상태 정보를 종합하여 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템에서, 상기 RFID 리더는, RFID 트랜스폰더로 출력할 신호를 생성하는 신호 생성부; 상기 신호 생성부로부터 입력된 신호를 비례 증폭하는 증폭기; RFID 트랜스폰더의 태그정보를 수신하는 신호 수신부; 및 상기 신호 수신부에서 수신한 태그정보의 수신상태 정보를 상기 출력 제어부로 전송하는 리더부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템은, 열차의 움직임이 감지되고, 태그정보의 수신상태가 정상이면, 열차 운행 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급 온(ON)상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템은, 열차의 움직임이 감지되고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 상기 움직임 감지부에 고장이 발생하였다고 가정하여, 상기 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON)상태로 유지하고 장치 또는 시스템 관리자에게 상기 고장에 대해 알리는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템은, 열차의 움직임이 감지되지 않고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 열차 정차 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템에서, 상기 움직임 감지부는, 가속도 센서, GPS, 진동 센서, 카메라, 열차 자체센서 또는 이들의 조합을 이용하여 열차의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법은, 열차 상에 설치된 움직임 감지부에서 열차의 움직임을 감지하는 단계; 상기 움직임 감지부에서 감지한 열차의 움직임 정보를 출력 제어부로 전송하는 단계; 상기 출력 제어부에서 상기 움직임 감지부로부터 전송받은 움직임 정보를 기반으로 열차의 운행상태를 판단하는 단계; 및 상기 출력 제어부에서 판단된 결과에 따라 열차 상에 설치된 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 단계;를 포함하며, 열차가 운행 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON) 시키고, 열차가 정차 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법은, RFID 리더에서 태그정보 수신상태에 대한 정보를 상기 출력 제어부로 전송하는 단계;를 더 포함하며, 상기 출력 제어부는 움직임 감지부로부터 전송받은 움직임 정보에 상기 RFID 리더로부터 전송받은 태그정보 수신상태에 대한 정보를 종합하여 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법은, 열차의 움직임이 감지되고, 태그정보 수신상태가 정상이면, 열차 운행 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급 온(ON)상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법은, 열차의 움직임이 감지되고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 상기 움직임 감지부에 고장이 발생하였다고 가정하여, 상기 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON)상태로 유지하고 장치 또는 시스템 관리자에게 상기 고장에 대해 알리는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법은, 열차의 움직임이 감지되지 않고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 열차 정차 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로, 열차 상의 RFID 리더에서 철도 상의 RFID 트랜스폰더로 무선 신호를 전송하여 상기 RFID 트랜스폰더에 전원을 공급하고 상기 RFID 트랜스폰더에 내장되어 있는 위치정보를 수신하는 트랜스폰더 시스템에 있어서, 움직임 감지부를 이용하여 열차의 움직임을 감지하고 RFID 리더에서 태그정보 수신상태를 파악하여, 이를 기반으로 열차의 운행상태를 판단하여 열차가 정차 중이면 RFID 리더의 전원을 오프(OFF)시키고, 열차가 다시 운행을 시작하면 RFID 리더의 전원을 다시 온(ON)시킴으로써 RFID 리더의 불필요한 전력소모를 방지하고 보다 효율적으로 트랜스폰더 시스템을 운용할 수 있는 효과가 있다.
도 1 종래의 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템에 관해 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템의 구조에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 감지부에서 열차의 움직임 정보와 태그정보 수신상태 정보를 기반으로 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 것에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 리더로의 전원공급 제어에 대한 판단 과정에 대해 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 RFID 리더로의 전원공급 제어에 대한 판단 과정에 대해 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템 및 그 동작방법의 일 실시예를 설명한다.
도 1 종래의 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템에 관해 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템은 위치정보를 포함한 고유정보를 탑재한 RFID 트랜스폰더(200), RFID 트랜스폰더 내 고유정보를 판독하는 RFID 리더(100) 및 RFID 리더에서 출력되는 신호를 RFID 트랜스폰더로 송출하는 RFID 안테나로 구성되며, RFID 트랜스폰더(200)는 일정간격으로 선로 중심에 설치되어, RFID 리더(100)가 탑재된 열차가 RFID 트랜스폰더(200)를 통과할 때 RFID 트랜스폰더의 태그정보를 판독하여 선로 상 기준위치정보를 파악한다.
또한, 상기 선로 상에 설치되어 있는 RFID 트랜스폰더(200)는 안테나, 정류회로, IC 및 메모리를 포함하여 구성되며, 상기 RFID 트랜스폰더(200)는 패시브 트랜스폰더로서, 자체 전원이 존재하지 않고 열차가 상기 RFID 트랜스폰더(200)를 지나갈 때에 열차에 설치되어 있는 RFID 리더(100)의 증폭기에서 출력된 전파신호를 수신하여 정류회로를 이용해 IC를 구동하는 DC 전압을 얻어내고, 이렇게 외부로부터 얻은 전력을 이용하여 상기 IC는 상기 메모리에 저장되어 있는 태그정보를 RFID 리더(100)로 출력한다.
그러나 종래의 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템은 열차의 운행상태에 맞춰 RFID 리더(100)의 출력을 조절하는 방법이 존재하지 않았기 때문에 RFID 트랜스폰더(200)의 정상 작동을 위해 어쩔 수없이 RFID 리더(100)에서 매우 큰 전력을 상시 출력해야만 했다.
이로 인해 열차가 역사에 정차하거나 선로 상의 문제로 정차하였을 때와 같이 RFID 트랜스폰더(200)로 전력을 공급할 필요가 없는 상황에서도 RFID 리더(100)의 신호 출력이 유지되어 결과적으로 불필요한 전력이 소모되는 경우가 발생하였다. 또한 열차 기관사가 열차 정차 시 스위치를 조절하여 RFID 리더(100)의 전원을 제어하는 수동제어 방법을 사용하게 되면 기관사의 실수로 인해 RFID 리더(100)의 증폭기가 무선 신호 출력을 하지 못하는 상황이 발생하는 문제점이 있었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템은, 열차 운행, 열차 정차 및 열차 재운행을 포함한 열차의 운행상태를 인식하여 상기 열차의 운행상태에 따라 RFID 리더의 전원을 자동으로 제어하여 쓸모없이 낭비되는 전력을 최소화하는 시스템으로서, RFID 리더(100) 및 RFID 트랜스폰더(200)를 포함하는 종래의 트랜스폰더 시스템에서 열차에 움직임 감지부(300)를 장착하여, 상기 움직임 감지부(300)에서 측정되는 열차의 움직임 정보를 기반으로 열차의 운행상태를 판단하고 RFID 리더(100)의 전원을 제어하는 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 움직임 감지부(300)는 열차에 가해지는 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 감지하는 가속도 센서를 포함하고 있다. 본 발명에서 사용되는 가속도 센서의 종류는 진자형 및 진동형의 관성식 가속도 센서, 진동형 및 유체형의 자이로식 가속도 센서 또는 이들의 조합을 포함한다. 본 발명의 트랜스폰더 시스템은 상기와 같이 가속도 센서를 이용하여 열차에 가해지는 힘을 감지한 후 이를 기반으로 열차 운행 중인지, 열차가 정차 중인지 또는 열차가 정차 상태에서 다시 운행을 시작하였는지를 판단할 수 있다. 참고로, 상기 움직임 감지부(300)는 가속도 센서 이외에도 GPS, 카메라, 진동 센서, 열차 자체 센서 또는 이들의 조합으로 열차의 움직임을 감지할 수도 있다.
상기 움직임 감지부(300)에서 열차의 운행상태가 계속 운행 중으로 판단되는 경우에는 RFID 리더(100)로의 전원공급을 온(ON) 상태로 유지한다. 상기 유지한다는 것은 열차가 운행 중일 때는 RFID 리더(100)의 전원이 원래 온(ON) 상태로 되어 있기 때문에 따로 RFID 리더(100)의 전원 온오프에 관여하지 않는다는 것일 뿐, RFID 리더(100)의 증폭기 출력의 세기를 현재 상태로 계속 유지한다는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 시스템은 열차 운행 중 선로 상황 등을 포함한 외부요인으로 인해 RFID 리더(100)와 RFID 트랜스폰더(200) 간의 신호 송수신 환경이 달라짐에 따라 얼마든지 RFID 리더(100)의 증폭기 출력의 세기를 조절하는 방법을 더 포함시켜도 될 것이다.
또한, 상기 움직임 감지부(300)에서 열차의 운행상태가 정차 중으로 판단되는 경우에는 RFID 리더(100)로의 전원공급을 오프(OFF) 시킨다. 즉, 열차의 운행상태가 운행 중인 상태에서 정차 상태로 변하게 되면 상기 움직임 감지부(300)에서 이를 감지하고 RFID 리더(100)의 전원을 차단하여 RFID 리더(100)에서 전력소모가 발생하지 않게 하는 것이다.
또한, 본 발명의 시스템은 상기와 같이 열차 정차 시에 RFID 리더(100)의 전원을 오프(OFF) 시키고, 상기 움직임 감지부(300)에서 열차의 움직임이 다시 감지되어 열차가 재운행한다고 판단되는 경우에는 RFID 리더(100)의 전원을 다시 온(ON) 시켜 트랜스폰더 시스템이 정상적으로 구동할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템은 RFID 리더(100)의 전원을 온(ON) 또는 오프(OFF) 해야 하는 상황을 더욱 정확하게 판단하고, 상기 움직임 감지부(300)의 고장으로 인해 시스템에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 상기 움직임 감지부(300)에서 열차의 운행상태를 감지하는 것에 추가적으로 RFID 리더(100)와 RFID 트랜스폰더(200) 간 태그정보의 수신 상태를 함께 고려하여 열차의 운행상태 및 움직임 감지부(300)의 고장 가능성을 판단한다. 이와 같이 움직임 감지부(300)와 태그정보의 수신 상태를 함께 고려하면 움직임 감지부(300)에 이상이 발생하더라도 안정적으로 열차 위치검지 시스템이 제대로 동작할 수 있게 된다.
전제로, RFID 리더(100)로 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 수신되면 이때는 해당 열차가 운행 중인 상황이라고 판단한다. 하지만, 위와 같이 RFID 리더(100)에 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 수신되더라도 같은 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보만 반복적으로 수신된다면 열차가 정차 상태이기 때문에 동일 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보를 수신하는 것이라고 판단한다. 또한, 일정시간 이상 RFID 리더(100)에 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 수신되지 않으면 이는 열차가 RFID 트랜스폰더(200)와의 신호 송수신 반경 밖의 선로에 정차되어 있기 때문인 것으로 판단한다. 상기 전제를 이용하여 움직임 감지부(300)의 고장 가능성을 판단할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 아래 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템의 구조에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템은, RFID 리더(100), RFID 트랜스폰더(200), 움직임 감지부(300), 출력 제어부(400) 및 전원부(500)를 포함한다.
상기 RFID 리더(100)는 RFID 트랜스폰더로 송출할 신호를 생성하는 신호 생성부(110), 상기 신호 생성부로부터 입력된 신호를 비례 증폭하여 RFID 안테나로 출력하는 증폭기(120), RFID 트랜스폰더의 태그정보를 수신하는 신호 수신부(130), 상기 신소 수신부에서 수신되는 태그정보를 위치검지 서버로 전송하고 또한 태그정보 수신상태 정보를 상기 출력 제어부로 전송하는 리더부(140)을 포함한다.
상기 움직임 감지부(300)는 가속도 센서, GPS, 진동 센서, 카메라, 열차 자체 센서 또는 이들의 조합을 포함하며, 열차의 움직임을 감지하여 상기 출력 제어부(400)로 전송한다. 상기 출력 제어부(400)는 상기 움직임 감지부(300)와 리더부(140)로부터 전송받은 정보를 기반으로 열차의 운행상태를 최종 판단하고, 판단된 열차의 운행상태에 상기 전원부(500)로 제어신호를 전송한다. 상기 전원부(500)는 RFID 리더에 전원을 공급하는 전원 공급부로서, 상기 출력 제어부의 제어신호에 따라 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON) 또는 오프(OFF)한다.
더욱 상세하게는, 상기 출력 제어부(400)는 상기 리더부(140)에서 수신되는 RFID 태그정보의 수신 상태 정보와 상기 움직임 감지부(300)에서 감지되는 데이터를 종합하여 열차 운행상태 및 움직임 감지부(300)의 고장 가능성에 대해 판단하고 좀 더 안정적으로 RFID 리더(100)의 전원을 제어 할 수 있다. 상기 안정적으로 열차 운행상태에 대한 판단을 한다는 것은, RFID 리더(100)의 전원을 온오프 시키는데 대한 판단이 열차 위치검지 시스템의 동작에 불필요한 간섭을 하지 않도록 한다는 것이다.
이에 대한 설명은 도 3b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 감지부에서 열차의 움직임 정보와 태그정보 수신상태 정보를 기반으로 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 것에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 3b에 도시되어 있는 바와 같이, RFID 리더로의 전원공급이 온(ON)상태인 경우에는 움직임 감지부의 데이터와 리더부의 데이터를 종합하여 RFID 리더로의 전원공급을 제어하고, RFID 리더로의 전원공급이 오프(OFF)상태인 경우에는 RFID 리더에서 RFID 트랜스폰더의 태그정보를 수신할 수 없기 때문에 움직임 감지부의 데이터만으로 RFID 리더로의 전원공급을 제어한다.
즉, 상기 출력 제어부(400)에서 열차의 움직임 정보와 태그정보 수신상태 정보를 종합하여 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 것은 상기 전원부(500)에서 RFID 리더(100)로 전원을 공급하고 있는 상태일 경우에만 해당한다.
예를 들어, 상기 움직임 감지부(300)에 열차의 움직임 감지되고 상기 RFID 리더(100)로 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 수신되면 상기 출력 제어부(400)는 열차가 운행 중인 것으로 판단하여 현재 상태(RFID 리더로의 전원공급 온(ON) 상태)를 유지한다. 반대로, 상기 움직임 감지부(300)에 열차의 움직임이 감지되지 않고 상기 RFID 리더(100)로 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 수신되지 않거나 동일한 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 반복적으로 수신되면 상기 출력 제어부(400)는 열차가 정차 중인 것으로 판단하여 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시킨다.
또한, 상기 움직임 감지부(300)에 열차의 움직임이 감지되고 상기 RFID 리더(100)로 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 수신되더라도 동일한 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 상기 출력 제어부(400)는 움직임 감지부 고장 및 열차 정차 상태로 판단하고 상기 RFID 리더(100)로의 전원공급 온(0N) 상태를 유지하고, 상기 움직임 감지부의 고장을 시스템 혹은 장치 관리자에게 보고한다.
또한, 상기 움직임 감지부(300)에 열차의 움직임이 감지되고 상기 RFID 리더(100)로 일정시간 이상 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 수신되지 않으면, 상기 출력 제어부(400)는 두 가지 경우로 판단할 수 있다. 첫번째는 열차가 정차 중이지만 움직임 감지부(300)가 고장상태인 경우이고, 두번째는 열차가 운행 중이지만 RFID 리더(100)가 고장상태인 경우이다. 상기 두번째의 경우에는 RFID 리더(100)에서 무선 신호를 출력하는 것은 무의미하기 때문에 RFID 리더(100)의 출력을 오프(OFF) 시키는 것이 전력낭비를 방지해야 하지만 상기 첫번째의 경우와 같이 움직임 감지부(300)가 고장일 가능성이 있으므로 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템의 안정적인 동작을 위해 본 발명의 시스템은 상기 RFID 리더(100)로의 전원공급 온(0N) 상태를 유지하고, 상기 움직임 감지부의 고장 및 RFID 리더의 고장 가능성을 시스템 혹은 장치 관리자에게 보고한다.
또한, 상기 움직임 감지부(300)에 열차의 움직임이 감지되지 않더라도 상기 RFID 리더(100)에 새로운 RFID 트랜스폰더(200)의 태그정보가 지속적으로 수신되는 경우에는, 상기 출력 제어부(400)는 움직임(300) 고장 및 열차 운행 상태로 판단하고 상기 RFID 리더(100)로의 전원공급 온(0N) 상태를 유지하고, 상기 움직임 감지부의 고장을 시스템 혹은 장치 관리자에게 보고한다.
상기와 같은 방법을 통해 본 발명의 시스템은 스스로 이상상태인 움직임 감지부를 실시간으로 파악할 수 있어 효율적으로 시스템을 유지 및 보수하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법은, 먼저 움직임 감지부에서 열차의 움직임을 감지한다(S101). 상기 움직임 감지부에서 감지한 열차의 움직임 정보를 출력 제어부로 전송한다(S102). 상기 출력 제어부는 상기 움직임 감지부로부터 전송받은 열차의 움직임 정보를 기반으로 열차 운행상태를 판단한다(S103). 그 후 상기 출력 제어부에서 판단한 열차의 운행상태에 따라 RFID 리더로의 전원공급을 제어한다(S104).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 리더로의 전원공급 제어에 대한 판단 과정에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 리더로의 전원공급 제어에 대한 판단 과정은, 먼저, 열차의 움직임 정보를 기반으로 열차의 현재 운행 상태를 판단한다(S111). 이때, 열차가 운행 중으로 판단되는 경우 RFID 리더로의 전원공급 상태를 확인한다(S112). 전원공급이 온(ON)상태인 경우에는 현재 상태를 유지하고(S113), 상기 전원공급이 오프(OFF)상태인 경우에는 열차가 정차 후 재운행 되었다고 판단하고 RFID 리더로의 전원공급을 다시 온(ON) 시켜 RFID 리더에서 신호가 출력되도록 한다(S114).
만약, 열차가 정차 중으로 판단되는 경우에도 RFID 리더로의 전원공급 상태를 확인한다(S115). 상기 전원공급이 온(ON)상태인 경우에는 열차가 운행 중이 었다가 정차되었다고 판단하고 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키고(S116), 상기 전원공급이 오프(OFF)상태인 경우에는 현재 상태를 유지한다(S117).
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도로서, 이에 도시되어 있는 바와 같이 움직임 감지부에서 감지되는 열차의 움직임과 RFID 리더에서 수신되는 RFID 트랜스폰더의 태그정보의 수신상태를 기반으로 상기 RFID 리더로의 전원공급을 제어한다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 따른 또 다른 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법은, 먼저 움직임 감지부에서 열차의 움직임을 감지하고, RFID 리더의 리더부에서 태그정보의 수신상태를 감지한다(S201). 상기 움직임 감지부에서 감지되는 열차의 움직임 정보와 상기 리더부에서 감지되는 태그정보 수신상태 정보를 출력 제어부로 전송한다(S202). 상기 출력 제어부는 상기 움직임 감지부로부터 전송받은 열차의 움직임 정보와 상기 리더부로부터 전송받은 태그정보 수신상태 정보를 기반으로 열차 운행상태를 판단한다(S203). 그 후 상기 출력 제어부에서 판단한 열차의 운행상태에 따라 RFID 리더로의 전원공급을 제어한다(S204).
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 RFID 리더로의 전원공급 제어에 대한 판단 과정에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 RFID 리더로의 전원공급 제어에 대한 판단 과정은, 먼저 열차의 움직임 정보를 기반으로 열차의 현재 운행 상태를 잠정 판단한다(S211). 이때, 열차가 운행 중으로 판단되는 경우 RFID 리더로의 전원공급 상태를 확인한다(S212). 상기 전원공급 상태가 오프(OFF)상태인 경우에는 열차가 정차 후 재운행 되었다고 최종 판단하고 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON) 시켜 RFID 리더에서 신호가 출력되도록 한다(S213). 상기 전원공급 상태가 온(ON)상태인 경우에는 RFID 리더로 RFID 트랜스폰더의 태그정보가 정상적으로 수신되고 있는지 판단한다(S214). 태그정보가 정상적으로 수신되고 있는 상태이면 현재 RFID 리더로의 전력공급 온(ON) 상태를 유지한다(S215). 만약, 태그정보가 수신되지 않거나 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는 움직임 감지부가 고장상태일 가능성이 있으므로 상기 RFID 리더(100)로의 전원공급 온(0N) 상태를 유지하고, 상기 움직임 감지부 고장을 시스템 혹은 장치 관리자에게 보고한다(S216).
한편, 열차 정차 중으로 판단되는 경우에는 RFID 리더로의 전원공급 상태를 확인한다(S217). 상기 전원공급 상태가 오프(OFF)상태인 경우에는 열차 정차 중으로 최종 판단하고 현재 RFID 리더로의 전원공급 오프(OFF) 상태를 유지한다(S218). 상기 전원공급 상태가 온(ON)상태인 경우에는 RFID 리더로 RFID 트랜스폰더의 태그정보가 정상적으로 수신되고 있는지 판단한다(S219). 태그정보가 정상적으로 수신되고 있는 상태이면 움직임 감지부가 고장상태일 가능성이 있으므로 상기 RFID 리더(100)로의 전원공급 온(0N) 상태를 유지하고, 상기 움직임 감지부 고장을 시스템 혹은 장치 관리자에게 보고한다(S220). 만약, 태그정보가 수신되지 않거나 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는 열차가 정차한 것으로 최종 판단하고 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시킨다(221).
참고로, 도 4 내지 7은 본 발명의 시스템 동작의 한번의 패스(path)의 흐름을 도시한 것이고, 실제로는 상기 과정이 반복되면서 RFID 리더로의 전원공급을 지속적으로 제어하게 된다.
이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : RFID 리더 110 : 신호 생성부
120 : 증폭기 130 : 신호 수신부
140 : 리더부 200 : RFID 트랜스폰더
300 : 움직임 감지부 400 : 출력 제어부
500 : 전원부

Claims (12)

  1. 열차 상에 설치된 RFID 리더;
    선로 상에 설치된 RFID 트랜스폰더;
    가속도 센서, GPS, 진동 센서, 카메라, 열차 자체센서 또는 이들의 조합을 포함하는 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 열차의 움직임을 감지하는 움직임 감지부;
    상기 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 출력 제어부;를 포함하며,
    상기 출력 제어부는,
    상기 움직임 감지부로부터 열차의 움직임 정보를 전송받아 열차의 현재 운행상태를 판단하여, 열차가 운행 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON) 시키고, 열차가 정차 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키며,
    상기 움직임 감지부로부터 열차의 움직임 정보를 전송받는 것과 더불어 상기 RFID 리더로부터 태그정보 수신상태 정보를 더 전송받아, 상기 열차의 움직임 정보와 태그정보의 수신상태에 대한 정보를 종합하여 RFID 리더로의 전원공급을 제어하고,
    실제로는 열차가 정차 중이지만 상기 움직임 감지부에서 열차의 움직임이 감지되어 움직임 감지부가 고장상태인 경우와, 실제 열차가 운행 중이지만 상기 RFID 리더로 일정시간 이상 RFID 트랜스폰더의 태그정보가 수신되지 않아 RFID 리더가 고장상태인 경우에, 상기 움직임 감지부와 RFID 리더의 고장상태를 각각 판단하고, 상기 움직임 감지부와 RFID 리더의 고장 가능성에 대한 정보를 장치 또는 시스템 관리자에게 보고하는 것을 특징으로 하는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 RFID 리더는,
    RFID 트랜스폰더로 출력할 신호를 생성하는 신호 생성부;
    상기 신호 생성부로부터 입력된 신호를 비례 증폭하는 증폭기;
    RFID 트랜스폰더의 태그정보를 수신하는 신호 수신부; 및
    상기 신호 수신부에서 수신한 태그정보의 수신상태 정보를 상기 출력 제어부로 전송하는 리더부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    열차의 움직임이 감지되고, 태그정보 수신상태가 정상이면, 열차 운행 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급 온(ON)상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    열차의 움직임이 감지되고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 상기 움직임 감지부에 고장이 발생하였다고 가정하여, 상기 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON)상태로 유지하고 장치 또는 시스템 관리자에게 상기 고장에 대해 알리는 것을 특징으로 하는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    열차의 움직임이 감지되지 않고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 열차 정차 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키는 것을 특징으로 하는 전력소모 감소형 트랜스폰더 시스템.
  7. 삭제
  8. 열차 위치검지를 위한 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법에 있어서,
    열차 상에 설치된 움직임 감지부에서 열차의 움직임을 감지하는 단계;
    상기 움직임 감지부에서 감지한 열차의 움직임 정보를 출력 제어부로 전송하는 단계;
    상기 출력 제어부에서 상기 움직임 감지부로부터 전송받은 움직임 정보를 기반으로 열차의 운행상태를 판단하는 단계;
    상기 출력 제어부에서 판단된 결과에 따라 열차 상에 설치된 RFID 리더로의 전원공급을 제어하는 단계; 및
    RFID 리더에서 태그정보 수신상태에 대한 정보를 상기 출력 제어부로 전송하는 단계;를 포함하며,
    상기 출력 제어부는,
    상기 움직임 감지부로부터 열차의 움직임 정보를 전송받아 열차의 현재 운행상태를 판단하여, 열차가 운행 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON) 시키고, 열차가 정차 중으로 판단되면 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키며,
    상기 움직임 감지부로부터 열차의 움직임 정보를 전송받는 것과 더불어 상기 RFID 리더로부터 태그정보 수신상태 정보를 더 전송받아, 상기 열차의 움직임 정보와 태그정보의 수신상태에 대한 정보를 종합하여 RFID 리더로의 전원공급을 제어하고,
    실제로는 열차가 정차 중이지만 상기 움직임 감지부에서 열차의 움직임이 감지되어 움직임 감지부가 고장상태인 경우와, 실제 열차가 운행 중이지만 상기 RFID 리더로 일정시간 이상 RFID 트랜스폰더의 태그정보가 수신되지 않아 RFID 리더가 고장상태인 경우에, 상기 움직임 감지부와 RFID 리더의 고장상태를 각각 판단하고, 상기 움직임 감지부와 RFID 리더의 고장 가능성에 대한 정보를 장치 또는 시스템 관리자에게 보고하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    열차의 움직임이 감지되고, 태그정보 수신상태가 정상이면, 열차 운행 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급 온(ON)상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    열차의 움직임이 감지되고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 상기 움직임 감지부에 고장이 발생하였다고 가정하여, 상기 RFID 리더로의 전원공급을 온(ON)상태로 유지하고 장치 또는 시스템 관리자에게 상기 고장에 대해 알리는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    열차의 움직임이 감지되지 않고, 태그정보가 일정시간 이상 수신되지 않거나 수신되더라도 동일한 태그정보가 반복적으로 수신되는 경우에는, 열차 정차 중으로 판단하여 상기 RFID 리더로의 전원공급을 오프(OFF) 시키는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 시스템의 전력소모를 감소하는 방법.
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