KR101586346B1 - Magnetic field signal transmission system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기장 신호 송신 시스템에 관한 것으로, 자기장 신호 송신 시스템에 있어서, X축, Y축, Z축 방향 중 어느 두 개 이상의 축 방향으로 설치되는 안테나부 및 상기 안테나부에 자기장파를 전달하는 자기장파 발생부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 안테나부는, 0 내지 90도의 각도를 가지고 자기장을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 자기장파 발생부는, 상기 안테나부로 출력될 자기장파를 생성하는 자기장파 생성부와, 적어도 2개 이상의 상기 안테나부에 교번적으로 자기장파를 전송하기 위한 자기장파 스위치부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 자기장파 출력의 정밀도로 수신 단말기의 고감도 수신이 가능한 이점이 있으며, 송신 장치의 설계 개선으로 인해 기존의 수신 단말(태그)의 변경 없이도 고감도 검출이 가능한 장점이 있다.The present invention relates to a magnetic field signal transmission system, and more particularly, to a magnetic field signal transmission system, in which a magnetic field signal transmission system includes an antenna unit installed in at least two axial directions of X axis, Y axis and Z axis directions, And a long wave generating unit. Further, the antenna unit is characterized by forming a magnetic field with an angle of 0 to 90 degrees. The magnetic longwave generating unit may further include a magnetic longwave generating unit for generating magnetic longwave to be output to the antenna unit and a magnetic longwave switch unit for alternately transmitting magnetic longwave to at least two antenna units . The present invention having such an advantage is advantageous in that it can receive a high sensitivity of a receiving terminal with a precision of a self-long-wave output, and has a merit that a high sensitivity can be detected without changing an existing receiving terminal (tag)
Description
본 발명은 자기장 신호 송신 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 보다 기술적으로 개선되어 자기장 신호 송신의 성능을 개선하여 기능성을 제고할 수 있는 자기장 신호 송신 시스템에 관한 것이다.
Field of the Invention [0002] The present invention relates to a magnetic field signal transmission system, and more particularly, to a magnetic field signal transmission system capable of improving performance by improving the performance of a magnetic field signal transmission.
이동형 사물들에 대하여 특정 지점(상품을 파는 매장의 출입구, 건물의 출입구, 주요 보안지역 출입문 등)의 통과 여부를 실시간으로 명확히 인식하기 위하여 사용되는 방법들 중 은닉이 가능한 이동형 사물에 적용하는 일반적인 방법은 무선방식을 사용하는 것이다.Among the methods used to clearly recognize in real time whether or not a moving object passes through a specific point (such as an entrance of a store selling goods, a doorway of a building, a door of a main security area, etc.), a general method Is a wireless scheme.
무선 방식 기술에는 13.56MHz, 900MHz, 2.4GHz와 같이 고주파 및 마이크로웨이브파를 사용하는 RFID 기술 적용방법과 12.56KHz, 22KHz, 37.5KHz, 58KHz와 같이 장파(LF)를 사용하는 기술 적용 방법으로 나누어질 수 있다.The wireless technology is classified into 13.56MHz, 900MHz and 2.4GHz, and the application of RFID technology using high frequency and microwave waves and the application of technology using long wave (LF) such as 12.56KHz, 22KHz, 37.5KHz and 58KHz .
고주파 및 마이크로웨이브파를 사용하는 RFID 기술은 신호 발생장치가 정해진 주파수로 특정 신호를 공간상에 전자장파를 발생시키면, 신호 감지지역내로 인입된 수신단말(일반적으로 태그라고 칭함)의 전자부회로는 수신된 전자장파를 이용하여 전력을 생성하고, 수신한 신호에 변조코드를 삽입하여 되돌려주는 패시브(passive) 방식의 기술이다.RFID technology using high frequency and microwave waves is a technology in which when a signal generating device generates electromagnetic longwave in a space with a specific signal at a predetermined frequency, an electronic sub circuit of a receiving terminal (generally called a tag) Is a passive technique for generating power using received electromagnetic longwave waves, inserting a modulation code into the received signal, and returning it.
이러한 기술들은 신호 발생장치(리더)가 신호를 송신 및 수신하는 방식이라 수신 단말은 수신한 신호를 단순히 변조하여 되돌려주는 단순 신호 전달 역할을 하는 특징이 있다.These techniques are characterized in that the signal generating device (reader) transmits and receives a signal, so that the receiving terminal merely serves as a simple signal transmitting device for modulating and returning the received signal.
따라서, 수신단말(태그)에서 송신발생장치 신호를 인식하였을 때 능동적인 행위(시각, 청각 효과발생)를 요구하는 산업분야(상품 도난 방지 및 자산관리)에는 부적합하기에 현재는 주로 바코드를 대체하는 산업분야에 적용되고 있다.Accordingly, since it is not suitable for the industrial field (product theft prevention and asset management) which requires active action (visual and auditory effect generation) when recognizing the transmission generation device signal in the receiving terminal (tag) Industrial applications.
장파를 사용하는 기술은 단말기에 전원부가 없는 패시브(passive)방식과 전원을 부가한 액티브(Active) 방식으로 분류되어 있다. 패시브 방식은 상기 기술한 RFID 기술과 유사한 형태를 가지고 있다. 즉, 신호 발생장치가 정해진 주기로 교류형태의 자기장파를 발생시키면, 발생된 자기장 영역내로 인입된 수신 단말(태그)의 자기장 감지부에서는 아모퍼스(amorphous)와 같은 비정형물질의 자화특성 변화에 따른 고조파 신호를 발생시켜 자기장 영역내의 자기장파를 변조시키고 이러한 자기장파의 변화를 자기장파 수신 장치에서 감지하여 감지영역 내의 자기장파를 변조시키고 이러한 자기장파의 변화를 자기장파 수신 장치에서 감지하여 감지영역 내 감지대상 유무를 인지하는 방식이다.Techniques using longwave are classified into a passive method in which a power source is not provided in a terminal and an active method in which a power source is added. The passive scheme is similar to the RFID technology described above. That is, when the signal generating apparatus generates magnetic long-wave of the AC type at a predetermined cycle, the magnetic field sensing unit of the receiving terminal (tag) drawn into the generated magnetic field region generates harmonics according to the change of the magnetization characteristic of the amorphous material such as amorphous A signal is generated to modulate a magnetic long wave in a magnetic field region and a change in the magnetic long wave is sensed by a magnetic long wave receiving device to modulate a magnetic long wave in the sensing region and a change in the magnetic long wave is detected in a self- It is a method to recognize whether or not the target is present.
RFID 기술을 이용하여 수신단말(태그)에서 특정신호 수신에 대한 능동적 행위 기능 부여를 하기위해서는 주파수 영역 내에서의 신호 해석을 위해 고성능의 신호처리부가 필요하게 된다, 이러한 신호처리부를 이동형 사물들에 부착되어지는 수신단말 내부에 소형으로 탑재할 수 없기에 수신 단말기에서 송신 발생장치의 신호를 인식하였을 때 신호 수신과 동시에 단말기 자체적으로 능동적인 행위(시각 및 청각적인 표시)가 필요한 산업분야에서서의 적용하기에는 기술적, 비용적인 한계를 가지고 있다.In order to provide an active action function for receiving a specific signal from a receiving terminal (tag) using RFID technology, a high-performance signal processing unit is required for signal analysis in the frequency domain. Such a signal processing unit is attached to mobile objects It is difficult to apply the present invention to an industrial field in which the terminal itself recognizes a signal of the transmission generation apparatus and recognizes the signal of the transmission generation apparatus and requires the terminal itself to actively act (visual and audible indication) Technical, and costly.
또한, 기존 특허에서 보여주는 수신단말(태그)의 능동적 행위 기능 부여 및 관련 시스템 기술로 구현되는 장파사용방식의 능동형 태그들에 대한 개선방안으로는 태그 내 수신 코일을 복수개로 구비하고, 이들 코일 간 상호 45도 이상의 각도를 가지도록 하는 방법이 있지만, 이는 태그의 생산 단가를 증가시켜 태그의 수량이 많을수록 소비자로 하여금 보다 많은 비용을 지불하도록 하는 문제점이 있다.In addition, in order to improve the active tags of the long-wave use type, which is implemented by the active system and the related system technology, a plurality of reception coils are provided in the tag, There is a method of making the angle of 45 degrees or more. However, there is a problem that the manufacturing cost of the tag is increased, and the more the number of the tag is, the more the cost is paid to the consumer.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 이동물체의 특정지역 통과여부를 신속하고 정확하게 파악하기위한 자기장 유도감지 기술을 활용한 자기장 신호 송수신 시스템을 구현함에 있어서, 기존의 주기적으로 고정된 주파수로 신호를 발생하는 신호 발생장치에 특정지역의 구분능력을 배가시키기 위해 고유한 식별번호(ID)를 부여하는 방안과, 자기장 신호 송수신 시스템의 특정지역 통과여부 결정 성능에 결정적 영향을 미치는 송신장치의 자기장 발생방향에 독립적으로 수신 감도를 최상으로 유지할 수 있도록 송신장치의 구성을 개선함으로써, 기존의 단일방향, 단일 신호 발생 기능을 가지는 자기장 신호 송신 시스템을 획기적으로 개선하고자 하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a magnetic field signal transmission / reception system using a magnetic field induction sensing technology for quickly and accurately grasping whether a moving object passes through a specific area, A method of giving a unique identification number (ID) to a signal generating device for generating a magnetic field signal to multiply the distinction capability of a specific region and a method of generating a magnetic field of a transmitting device It is an object of the present invention to drastically improve a magnetic field signal transmission system having a single-directional, single-signal generating function by improving the configuration of a transmitting apparatus so that receiving sensitivity can be maintained at the maximum independently of a direction.
또한, 본 발명은 자기장파의 오차 보상을 통해 고정밀 자기장파 출력을 통해 결과적으로 신뢰성을 만족할 수 있는 시스템 설계를 제공하고자 하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a system design capable of satisfying reliability through high-precision magnetic long-wave output through error compensation of magnetic longwave.
또한, 본 발명은 원격지에서 자기장 신호 송신시스템을 제어하고 감시할 수 있는 관리의 편리성을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a management convenience in which a magnetic field signal transmission system can be controlled and monitored at a remote site.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자기장 신호 송신 시스템에 있어서,2축 또는 3축의 방향으로 자기장파 신호를 송신하는 안테나부 및 상기 안테나부에 자기장파를 전달하는 자기장파 발생부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for transmitting a magnetic field signal, the system including: an antenna unit for transmitting a magnetic long-wave signal in two-axis or three-axis directions; And the like.
또한, 상기 안테나부는, 0 내지 90도의 각도를 가지고 자기장을 형성하는 것을 특징으로 한다.Further, the antenna unit is characterized by forming a magnetic field with an angle of 0 to 90 degrees.
또한, 상기 자기장파 발생 부는, 상기 안테나부로 출력될 자기장파를 생성하는 자기장파 생성부와, 적어도 2개 이상의 상기 안테나부에 교번 적으로 자기장파를 전송하기 위한 자기장파 스위치 부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The magnetic longwave generating unit may further include a magnetic longwave generating unit for generating magnetic longwave to be output to the antenna unit and a magnetic longwave switch unit for alternately transmitting magnetic longwave to at least two antenna units .
또한, 상기 자기장 신호 송신 시스템은, 20KHz~130KHz의 주파수 대역의 장파대역 자기장파를 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic field signal transmission system uses self-longwave of a long-wave band in a frequency band of 20 KHz to 130 KHz.
또한, 상기 자기장 신호 송신 시스템은, 임의의 고유번호를 설정할 수 있는 ID입력부, 입력된 ID를 저장하는 ID저장부 및 상기 ID저장부에 저장된 ID에 해당하는 자기장파를 출력하기 위해 상기 자기장파 스위치부를 제어하는 ID발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The magnetic field signal transmission system may further comprise an ID input unit for setting an arbitrary unique number, an ID storage unit for storing the input ID, and a magnetic resonance signal generator for outputting a magnetic long wave corresponding to the ID stored in the ID storage unit, And an ID generating unit for controlling the unit.
또한, 상기 ID저장부는, 해당 ID마다 고유의 신호패턴을 매핑하여 저장하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ID storage unit maps and stores a unique signal pattern for each ID.
또한, 상기 자기장파 발생부는, 상기 안테나부에 인입되는 자기장파를 검출하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 자기장파를 통해 생성 주파수의 커패시턴스(C)를 조절하여 주파수를 결정하는 커패시턴스 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Also, the magnetic long-wave generating unit may include a sensing unit for sensing magnetic long-wave introduced into the antenna unit, and a capacitance controller for determining a frequency by adjusting a capacitance C of a generated frequency through the self- And further comprising:
또한, 상기 감지부는, 전류값, 저항값, 임피던스 값 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 통해 인입 자기장파를 감지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sensing unit senses an intrinsic long wave through any one of a current value, a resistance value, and an impedance value or a combination thereof.
또한, 상기 커패시턴스 제어부는, 다수의 상수값을 가지는 커패시터 어레이부와, 다수의 상기 커패시터 어레이부를 선택하는 커패시터 선택부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The capacitance control unit may include a capacitor array unit having a plurality of constant values and a capacitor selection unit selecting a plurality of the capacitor array units.
또한, 상기 커패시터 선택부는, 아래 수학식을 통해 커패시턴스를 제어하는 출력 주파수를 결정하는 것을 특징으로 한다.The capacitor selection unit determines an output frequency for controlling the capacitance through the following equation.
(여기서, L은 리액턴스, C는 커패시턴스.)(Where L is the reactance and C is the capacitance).
또한, 상기 자기장 신호 송신 시스템은, 외부 기기로부터 자기장파 출력 정보를 제어할 수 있도록 통신 구현되기 위한 송/수신 모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The magnetic field signal transmission system may further include a transmission / reception module for communicating with the external device so as to control the self long wave output information.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 자기장 신호 송신 시스템에 있어서, X축, Y축, Z축 방향 중 어느 하나 이상의 축 방향으로 설치되는 안테나부, 상기 안테나부에 자기장파를 전달하는 자기장파 발생부, 상기 자기장파 발생부에서 발생되는 자기장파 내에 식별 가능한 ID를 부가하기 위하여 임의의 고유번호를 설정할 수 있는 ID입력부와, 입력된 ID를 저장하는 ID저장부와, 상기 ID저장부에 저장된 ID에 해당하는 자기장파를 출력하기 위해 상기 자기장파 스위치부를 제어하는 ID발생부를 포함하여 구성된다.It is still another object of the present invention to provide a magnetic field signal transmission system including an antenna unit installed in at least one of an X axis direction, a Y axis direction and a Z axis direction, An ID input unit capable of setting an arbitrary unique number so as to add an identifiable ID in a magnetic long wave generated by the magnetic longwave generating unit, an ID storing unit storing an inputted ID, And an ID generation unit for controlling the magnetic long-wave switch unit to output a self-longwave corresponding to the ID stored in the unit.
또한, 상기 ID저장부는, 해당 ID마다 고유의 신호패턴을 매핑하여 저장하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ID storage unit maps and stores a unique signal pattern for each ID.
또한, 상기 자기장파 발생부는, 상기 안테나부로 출력될 자기장파를 생성하는 자기장파 생성부와, 적어도 2개 이상의 상기 안테나부에 교번적으로 자기장파를 전송하기 위한 자기장파 스위치부를 더 포함하여 구성된다.The magnetic longwave generating unit may further include a magnetic longwave generating unit for generating magnetic longwave to be output to the antenna unit and a magnetic longwave switch unit for alternately transmitting magnetic longwave to at least two of the antenna units .
또한, 상기 자기장파 발생부는, 상기 안테나부에 인입되는 자기장파를 검출하는 감지부와 상기 감지부에서 감지된 자기장파를 통해 생성 주파수의 커패시턴스(C)를 조절하여 주파수를 결정하는 커패시턴스 제어부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Also, the magnetic longwave generating unit may include: a sensing unit for sensing a magnetic long wave drawn into the antenna unit; and a capacitance controller for determining a frequency by adjusting a capacitance C of a generated frequency through a magnetic long wave sensed by the sensing unit And further comprising:
또한, 자기장 신호 송신 시스템에 있어서, X축, Y축, Z축 방향 중 어느 하나 이상의 축 방향으로 설치되는 안테나부와, 상기 안테나부에 자기장파를 전달하는 자기장파 발생부를 포함하고, 상기 자기장파 발생부는, 상기 안테나부에 인입되는 자기장파를 검출하는 감지부와 상기 감지부에서 감지된 자기장파를 통해 생성 주파수의 커패시턴스(C)를 조절하여 주파수를 결정하는 커패시턴스 제어부를 더 포함하여 구성된다.The magnetic field signal transmission system may further include an antenna unit provided in an axial direction of at least one of an X axis, a Y axis, and a Z axis direction, and a magnetic long wave generating unit transmitting a magnetic long wave to the antenna unit, The generating unit may further include a sensing unit for sensing a magnetic long wave drawn into the antenna unit, and a capacitance controller for adjusting a frequency by controlling a capacitance C of a generated frequency through a magnetic long wave detected by the sensing unit.
또한, 상기 커패시턴스 제어부는, 다수의 상수값을 가지는 커패시터 어레이부와, 다수의 상기 커패시터 어레이부를 선택하는 커패시터 선택부를 포함하여 구성된다.The capacitance control unit includes a capacitor array unit having a plurality of constant values and a capacitor selection unit for selecting a plurality of the capacitor array units.
또한, 상기 자기장파 발생부는, 상기 안테나부로 출력될 자기장파를 생성하는 자기장파 생성부와, 적어도 2개 이상의 상기 안테나부에 교번적으로 자기장파를 전송하기 위한 자기장파 스위치부를 더 포함하여 구성된다.
The magnetic longwave generating unit may further include a magnetic longwave generating unit for generating magnetic longwave to be output to the antenna unit and a magnetic longwave switch unit for alternately transmitting magnetic longwave to at least two of the antenna units .
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 우선, 자기장 유도를 통한 신호 송신장치의 성능을 개선함에 따라 기존의 태그 설계를 그대로 유지하면서도 고감도 기능을 구현할 수 있기 때문에 제조비용의 어려움 없이 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention improves the performance of a signal transmitting apparatus through induction of a magnetic field. Therefore, it is possible to implement a high sensitivity function while maintaining the existing tag design, There is an advantage.
또한, 본 발명은 안테나의 중심주파수를 보상하여 정확한 자기장파를 발생시키기 위해 출력 자기장파의 커패시턴스를 제어하여 출력함으로써 고정밀도 자기장파 발생이 가능한 장점이 있다.In addition, the present invention is advantageous in that a high-precision magnetic long wave can be generated by controlling the capacitance of the output magnetic long wave to compensate the center frequency of the antenna to generate an accurate magnetic long wave.
또한, 본 발명은 식별력을 가지는 자기장파를 발생하기 위하여 ID 입력 및 발생부를 통해 자기장파 발생부와 연동함에 따라 보다 기능적인 자기장파 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of constructing a more functional magnetic long-wave system by interlocking with the magnetic long-wave generating unit through the ID input and generator to generate magnetic long-wave having discriminating power.
또한, 본 발명은 원격지에서 자기장 신호 송신시스템을 제어하고 ID 입력을 통해 원격 감시할 수 있는 관리의 편리성을 가지는 효과가 있다.
Further, the present invention has the effect of having a convenience of management that can control a magnetic field signal transmission system at a remote place and remotely monitor it through ID input.
도 1은 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 안테나 설치 형상을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 일예를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 다른 구성을 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 또 다른 구성을 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템에서 복수 송신 시스템의 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 외부 제어를 위한 송/수신 모듈이 포함된 구성도,1 is a view showing an antenna installation shape of a magnetic field signal transmission system according to the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing an example of a magnetic field signal transmission system according to the present invention.
3 is a block diagram showing another configuration of a magnetic field signal transmission system according to the present invention.
4 is a block diagram showing another configuration of a magnetic field signal transmission system according to the present invention;
5 is a configuration diagram of a plurality of transmission systems in the magnetic field signal transmission system according to the present invention,
FIG. 6 is a diagram illustrating a transmission / reception module for external control of a magnetic field signal transmission system according to the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a magnetic field signal transmission system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템은, 자기장 신호 송신 시스템에 있어서, X축, Y축, Z축 방향 중 어느 두 개 이상의 축 방향으로 설치되는 안테나부 및 상기 안테나부에 자기장파를 전달하는 자기장파 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A magnetic field signal transmission system according to the present invention is a magnetic field signal transmission system comprising: an antenna unit installed in at least two axial directions of X axis, Y axis, and Z axis directions; And a generating unit.
본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템은, 자기장파를 출력하는 송신 장치로부터 수신 단말기(태그)측에 형성되는 유도기전력 현상에서 고감도 자기장파 수신을 실현할 수 있도록 자기장파를 출력하는 안테나를 적어도 2개 이상 배치하여 수신 단말의 감도를 향상시킴으로써 결과적으로 유도 기전력을 통해 수신 단말기를 제어하는 센서 시스템을 제공하고자 하는 것을 주요 기술적 목적으로 한다.A magnetic field signal transmission system according to the present invention includes at least two antennas for outputting magnetic long waves so as to realize high-sensitivity magnetic long-wave reception in an induced electromotive force phenomenon formed on the side of a receiving terminal (tag) And to provide a sensor system for controlling the receiving terminal through the induced electromotive force by improving the sensitivity of the receiving terminal.
또한, 본 발명의 중요 특징으로서 외부 환경에 따라 안테나의 중심주파수에 오차 발생으로 인한 감도 저하를 극복하기 위하여 출력 자기장파를 보상시킴으로써 매우 안정적인 자기장파를 출력함으로써 결과적으로써 고감도 수신이 가능한 특징이 있다.In addition, as an important feature of the present invention, there is a characteristic of compensating the output magnetic long wave in order to overcome the sensitivity degradation due to the occurrence of the error in the center frequency of the antenna according to the external environment, thereby outputting a very stable magnetic long wave, resulting in high sensitivity reception.
또한, 본 발명의 또 다른 목적으로는 자기장파 발생 시 자기장파에 식별성을 부가할 수 있도록 고유코드 즉, 본 발명에서 명명하는 ID를 입력 을 통하여 자기장파에 부가할 수 있기 때문에 보다 기능적인 자기장파 출력 시스템을 설계할 수 있다.It is a further object of the present invention to provide a method for adding a unique code, that is, an ID named in the present invention, to a magnetic long wave so that the magnetic long wave can be distinguished when the magnetic long wave is generated, Output system can be designed.
도 1은 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 안테나 설치 형상을 나타낸 도면이다.1 is a view showing an antenna installation shape of a magnetic field signal transmission system according to the present invention.
본 발명에 따른 우선적인 특징으로 자기장 신호 송신 시스템(100)은, 출력 자기장파를 생성하는 자기장파 발생부(300)와, 상기 자기장파 생성부를 통해 출력되는 자기장파를 공간 내에 발생시키는 안테나(400)를 포함하여 구성되되, 상기 안테나는 X축, Y축, Z축 중 선택된 어느 두 개 이상의 축 상에 설치되며, 두 개 이상의 안테나는 0 내지 90도 범위 내에서 설치되며, 필요에 따라서는 X축, Y축, Z축을 모두 구성할 수 있다.A magnetic field
송신장치는 20KHz ~ 130KHz 사이의 장파를 사용하여 데이터를 전송하는데, 안테나 상에 교류 전류가 흐르면 그 도선 사이에 자기장이 오른손 나사의 방향으로 형성되는 앙페르의 법칙을 이용하여 교류 자기장파를 생성한다. 여기서 송신되는 자기장파영역 즉, 자기장내 자기력선들의 방향은 전류가 흐르는 방향의 전류가 흐르는 방향의 오른손 나사의 방향으로 전류 방향에 수직하게 생성되어지며, 도선으로부터의 거리에 따라, 도선의 형성 구조(도선이 감기는 모양)에 따라 자기장의 전파 방향 및 세기가 결정된다.The transmitting apparatus transmits data using a long wave between 20 kHz and 130 KHz. When an alternating current flows on the antenna, the magnetic field is formed in the direction of the right-handed screw between the conductors to generate the AC magnetic longwave . The magnetic long-wave region transmitted here, that is, the direction of magnetic field lines in the magnetic field, is generated perpendicular to the direction of the current in the direction of the right-hand screw in the direction in which the current flows in the direction in which the current flows. The direction and intensity of the magnetic field are determined by the shape of the wire.
생성된 자기장내 영역으로 태그(수신 단말)가 들어오게 되면, 태그에 구비된 수신코일에 야기되어지는 유도전류에 의해 수신되어지는 바, 여기서 송신장치로 인해 발생된 자기장 내에 단말기의 코일에 유도기전력이 발생함으로써 수신 단말 코일에서 발생되는 유도기전력을 통해 발생된 전압 감지를 통한 송신 자기장 신호의 감지를 구현한다. When a tag (receiving terminal) enters the generated magnetic field region, it is received by an induced current caused in a receiving coil provided in the tag. Here, in the magnetic field generated by the transmitting apparatus, an induced electromotive force Thereby realizing detection of a transmission magnetic field signal through voltage sensing generated through an induced electromotive force generated in a receiving terminal coil.
유도기전력은 페러데이 법칙(Faraday's Law)에 따라 그 크기가 정해지는데 송신장치의 안테나에 일정한 전류가 인가되고, 수신부 coil의 권선수가 일정한 경우에 수신부의 유도기전력의 세기 즉, 데이터 수신 감도를 결정하는 주요 인자는 단말기(수신부)의 코일을 지나는 자속의 시간적 변화율에 따라 정해진다. 즉, 같은 코일 단면에 얼마나 많은 자기력선이 지나느냐에 따라 결정된다. 송신장치에서 생성되는 자기장의 자기력선 방향이 태그의 수신 감도 성능을 좌우하는 중요한 인자이다.The induced electromotive force is determined in accordance with the Faraday's law. When the constant current is applied to the antenna of the transmitting apparatus and the number of windings of the receiving coil is constant, the magnitude of the induced electromotive force of the receiving unit, The factor is determined by the rate of change of the magnetic flux passing through the coil of the terminal (receiver). That is, it depends on how much magnetic field line passes through the same coil section. The direction of the magnetic force lines of the magnetic field generated by the transmitting apparatus is an important factor that determines the reception sensitivity performance of the tag.
따라서, 본 발명에서는 태그가 수신하는 신호의 다양성을 확보하기 위하여 자기장 신호 송신 시 동일한 주파수에 다양한 신호 발생 패턴을 부가함으로써 송신 신호 구분능력을 활용한 응용능력을 제공하도록 하였으며, 태그의 신호 수신 코일이 태그가 자기장 영역 내에 놓이는 위치에 따라 변하는 유도기전력의 세기 즉, 신호수신 감도의 변화에 대하여 강인하게 하기 위하여 또한, 자기장의 방향에 따른 수신 감도 저하를 경제적으로 최소화할 수 있도록 하기 위하여 자기장 신호 발생장치를 다축방향의 자기장 발생이 이루어지도록 복수개로 배치하거나 한 개의 자기장 신호 발생장치에 2개 이상 안테나를 설치하여 자기장의 다방향성을 확보함으로써 태그의 수신 감도를 향상시킬 수 있도록 구성하였다.Accordingly, in order to secure diversity of signals received by the tag, the present invention provides an application capability utilizing the transmission signal distinguishing ability by adding various signal generation patterns to the same frequency at the time of transmitting a magnetic field signal. In order to make robust against the change of the intensity of the induced electromotive force, that is, the change of the signal reception sensitivity, which varies depending on the position where the tag is placed in the magnetic field region, in order to economically minimize the decrease of the reception sensitivity according to the direction of the magnetic field, Axis direction of the magnetic field generating device, or two or more antennas are provided in one magnetic field signal generating device to secure the multi-directional property of the magnetic field, thereby improving the receiving sensitivity of the tag.
상기 자기장파 발생부(300)는 상기 안테나부로 출력될 자기장파를 생성하는 자기장파 생성부(310)와 적어도 2개 이상의 상기 안테나부에 교번적으로 자기장파를 전송하기 위한 자기장파 스위치부(320)로 구성된다. 상기 자기장파 스위치부는 교류 자기장의 인입을 스위칭 함에 따라 출력 제어하게 된다.The magnetic
도 2는 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 일예를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing an example of a magnetic field signal transmission system according to the present invention.
도시된 바와 같이 자기장파 발생부는 외부로부터 교류 주파수를 전달받아 자기장파를 생성하는 자기장파 생성부(310)와 상기 자기장파 생성부에서 출력되는 자기장파를 스위칭하여 안테나(400)에 출력하기 위한 자기장파 스위치부(320)가 마련되어 있어 온/오프 제어를 통해 최종적으로 안테나에 출력한다.As shown in the figure, the magnetic long-wave generating unit includes a magnetic long-
한편, 본 발명에서는 상기 안테나로 출력되는 자기장파에 식별력을 가지기 위해 고유 아이디(ID)를 입력할 수 있는 ID 입력부(200)를 더 포함한다. 상기 ID 입력부는 입력된 ID를 저장할 수 있는 ID 저장부(210), 상기 ID 저장부에 저장된 ID값에 따라 ID를 발생하는 ID 발생부(220)를 더 포함하여 구성된다. In the meantime, the present invention further includes an
따라서, 상기 ID 발생부에서 출력되는 ID값은 자기장파 발생부에 전달함으로써, 해당 자기장파에 전기적으로 인식할 수 있는 값을 전달함으로써 생성된 ID에 해당하는 자기장파를 발생하여 안테나에 출력한다.Accordingly, the ID value output from the ID generation unit is transmitted to the self-generated long-wave generation unit, and a self-lengthy wave corresponding to the generated ID is generated by delivering a value that can be recognized electrically to the self-longwave wave.
도 3은 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 다른 구성을 나타낸 구성도이다. 도시된 바와 같이 도 3은 다수의 안테나를 구성한 것이다. 앞서도 설명한 바와 같이 안테나에서 발생되는 자기장파는 수신 단말(태그)로 유도기전력을 발생시켜 센싱을 구현하게 되는데, 이때 안테나의 자기장 방향을 다방향으로 설치하여 방향성을 넓게 구현한다. 바람직하게 본 발명에서는 다방향성 자기장파 출력을 위해 X축, Y축, Z축 방향 중 어느 하나 적어도 둘 이상의 축에 안테나를 설치하여 자기장 방향성을 확보할 수 있어 결과적으로 수신 단말기의 코일에 가해지는 유도기전력의 변화량에 민감성을 가할 수 있는 것이다.
3 is a block diagram showing another configuration of a magnetic field signal transmission system according to the present invention. As shown in FIG. 3, a plurality of antennas are formed. As described above, the magnetic field wave generated by the antenna generates sensing by generating an induced electromotive force by a receiving terminal (tag). At this time, the magnetic field direction of the antenna is installed in multiple directions to implement a wide direction. Preferably, in the present invention, a magnetic field directionality can be ensured by providing antennas at least on two or more axes of the X axis, Y axis, and Z axis for multi-directional magnetic long-wave output. As a result, It is possible to add sensitivity to the change in electromotive force.
도 4는 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 또 다른 구성을 나타낸 구성도이다. 도 4는 본 발명에 따른 또 다른 주요 핵심 기술로써, 안테나에서 출력되는 자기장이 안테나의 설치 환경에 따라 인덕턴스(L)값이 쉽게 변경되어 중심 주파수가 변화가 된다. 이를 경우 수신 단말기와의 감도가 떨어지거나 인식이 불가능하기 때문에 본 발명에서는 안테나에 공급되는 자기장파값을 감지하고 이를 보상하여 안정된 자기장파가 발생될 수 있도록 제어한다.4 is a block diagram showing another configuration of a magnetic field signal transmission system according to the present invention. FIG. 4 shows another important core technology according to the present invention, in which the magnetic field output from the antenna is easily changed in accordance with the installation environment of the antenna, and the center frequency is changed. In this case, since the sensitivity with respect to the receiving terminal is low or it is impossible to recognize, the present invention detects and compensates for the self-longwave value supplied to the antenna so that stable self-longwave can be generated.
자기장파 보상값을 전달하기 위하여 상기 안테나부에 인입되는 자기장파를 검출하는 감지부(330)와, 상기 감지부에서 감지된 자기장파를 통해 생성 주파수의 커패시턴스(C)를 조절하여 주파수를 결정하는 커패시턴스 제어부(340)가 더 구성되며, 상기 커패시턴스 제어부(340)는 다수의 상수값을 가지는 커패시터 어레이부(341)와 다수의 상기 커패시터 어레이부를 제어 선택하는 커패시터 선택부(342)로 구성된다.A
상기 감지부는 전류값, 저항값, 임피던스 값 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 통해 인입 자기장파를 감지할 수 있도록 전기적으로 설계된다.The sensing unit is electrically designed to sense the intrinsic long wave through any one of a current value, a resistance value, and an impedance value or a combination thereof.
통상적으로 인덕턴스(L)값은 안테나부의 길이나 재질, 안테나 주변 환경에 따라 변화기 때문에 쉽게 조절하기가 어렵다. 따라서, 상기 커패시터 제어부(340)는 아래 수학식 1을 통해 커패시턴스를 제어하는 출력 주파수를 결정한다.
Generally, the inductance (L) value is difficult to adjust because it varies depending on the length of the antenna, the material, and the surrounding environment of the antenna. Accordingly, the
(여기서, L은 리액턴스, C는 커패시턴스.)
(Where L is the reactance and C is the capacitance).
도 5는 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템에서 복수 송신 시스템의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a plurality of transmission systems in the magnetic field signal transmission system according to the present invention.
앞서 언급한 바와 같이 하나의 송신장치에 복수의 안테나를 구성하거나, 자기장 방향이 서로 다른 한 쌍의 송신장치를 다수개 설치하여 구성할 수 있다. 도면에서는 X축 방향을 가지는 안테나를 구성한 하나의 송신장치와 Z축 방향을 가지는 안테나를 구성한 또 하나의 송신장치로 각각 구성되고, 상기 두 개의 송신장치는 외부 작동 제어부(510)를 통해 제어하는데, 동시에 자기장 발생 시 상호 유도간섭에 의한 성능 저하를 방지하기 위하여 다수개의 송신장치들 간 자기장 발생 시간을 중첩되지 않도록 스위칭 제어함으로써 개별 제어하게 된다.As described above, it is possible to configure a plurality of antennas in one transmitting apparatus or a plurality of transmitting apparatuses in a different direction of the magnetic field. In the drawing, each of the transmitting apparatuses constituting the antenna having the X-axis direction and another transmitting apparatus constituting the antenna having the Z-axis direction are respectively configured. The two transmitting apparatuses are controlled through the external
한편, 본 발명에 따른 자기장 시스템은 외부기기와 통신을 통해 제어하도록 구성한다. 도 6은 본 발명에 따른 자기장 신호 송신 시스템의 외부 제어를 위한 송/수신 모듈이 포함된 구성도이다.Meanwhile, the magnetic field system according to the present invention is configured to be controlled through communication with an external device. 6 is a block diagram of a transmission / reception module for external control of a magnetic field signal transmission system according to the present invention.
상기 외부기기는 일반적으로 단말기를 적용할 수 있으며, 통신 프로토콜을 통해 송신 장치를 제어하기 위하여 각각의 자기장 송신 장치에는 송/수신 모듈(500)을 구성하고, 상기 외부기기와 통신망으로 접속되어 송신장치의 출력정보를 제어할 수 있다. 이때, 출력 정보라 하면, 앞서 설명한 바와 같이 기본적으로 ID 정보를 외부기기를 입력, 설정할 수 있으며, 뿐만 아니라 송신장치의 작동시간, 자기장파 출력 설정 등 다양한 설정정보를 원격지에서 제어할 수 있다.In order to control a transmitting apparatus through a communication protocol, each of the magnetic field transmitting apparatuses includes a transmitting /
이와 같이 구성되는 본 발명은 크게 3가지의 장점을 가지고 있다.The present invention thus constituted has three advantages.
첫 번째는 다수의 방향성을 가지는 안테나를 설치하여 결과적으로 자기장의 다방향성으로 제공함으로써 고감도 센싱이 가능한 장정이 있다.The first is to install a multi-directional antenna and consequently to provide a multi-directional magnetic field, so that high sensitivity sensing is possible.
두 번째는 자기장파에 식별 가능한 ID 입력 및 출력함에 따라 임의의 단말기에 대한 정보 인식의 식별성을 가지기 때문에 ID 입력부를 통해 기능적 제어가 가능하다.The second function control is possible through the ID input unit because it has the identification of the information recognition for an arbitrary terminal by inputting and outputting the identifiable ID to the self longwave.
세 번째는 출력 자기장파의 외부 영향으로 인한 오차값을 보상하여 자기장파를 출력하기 때문에 고감도 기능을 유지할 수 있는 장점이 있다.The third is to compensate the error value due to the external influence of the output magnetic long wave and to output the self long wave so that the high sensitivity function can be maintained.
네 번째로 본 발명은 원격지에서 제어하도록 구성함에 따라 작업 제어의 높은 편의성을 제공한다.Fourth, the present invention provides high convenience of job control by being configured to control at a remote location.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 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. On the contrary, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.
100 : 자기장 신호 송신 시스템
200 : ID 입력부
210 : ID 저장부
220 : ID 발생부
300 : 자기장파 발생부
310 : 자기장파 생성부
320 : 자기장파 스위치부
330 : 감지부
340 : 커패시턴스 제어부
341 : 커패시터 어레이부
342 : 커패시터 선택부
400 : 안테나
500 : 송/수신 모듈
510 : 작동 제어부100: magnetic field signal transmission system
200: ID input unit
210: ID storage unit
220: ID generator
300: Self-
310: Self-
320: magnetic long-wave switch section
330:
340: Capacitance control unit
341: Capacitor array part
342: Capacitor selection unit
400: antenna
500: Transmit / receive module
510: Operation control unit
Claims (22)
2축 또는 3축의 방향으로 자기장파 신호를 송신하는 안테나부; 및
상기 안테나부에 자기장파를 전달하는 자기장파 발생부;를 포함하며,
상기 자기장파 발생부는,
상기 안테나부로 출력될 자기장파를 생성하는 자기장파 생성부;와,
적어도 2개 이상의 상기 안테나부에 교번적으로 자기장파를 전송하기 위한 자기장파 스위치부;를 더 포함하여 구성되고,
임의의 고유번호를 설정할 수 있는 ID입력부;
해당 ID마다 고유의 신호패턴을 매핑하여 저장하는 ID저장부; 및
상기 ID저장부에 저장된 ID에 해당하는 자기장파를 출력하기 위해 상기 자기장파 스위치부를 제어하는 ID발생부;를 포함하여 구성되는 자기장 신호 송신 시스템.In a magnetic field signal transmission system,
An antenna unit for transmitting a self-longwave signal in two-axis or three-axis directions; And
And a magnetic longwave generating unit for transmitting magnetic longwave to the antenna unit,
Wherein the magnetic long-
A magnetic longwave generating unit for generating a magnetic longwave to be output to the antenna unit,
And a magnetic long-wave switch unit for alternately transmitting a magnetic long-wave to at least two of the antenna units,
An ID input unit capable of setting an arbitrary unique number;
An ID storage unit for mapping and storing a unique signal pattern for each corresponding ID; And
And an ID generating unit for controlling the magnetic long-wave switch unit to output a magnetic long wave corresponding to the ID stored in the ID storage unit.
상기 자기장 신호 송신 시스템은, 20KHZ ~ 130KHz의 주파수 대역의 장파대역 자기장파를 사용하는 것을 특징으로 하는 자기장 신호 송신 시스템.The system of claim 1, wherein the magnetic field signal transmission system comprises:
Wherein the magnetic field signal transmission system uses a long-wave magnetic long-wave of a frequency band of 20 KHz to 130 KHz.
상기 안테나부에 인입되는 자기장파를 검출하는 감지부;와
상기 감지부에서 감지된 자기장파를 통해 생성 주파수의 커패시턴스(C)를 조절하여 주파수를 결정하는 커패시턴스 제어부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 신호 송신 시스템.The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1,
A sensing unit for sensing a magnetic long wave drawn into the antenna unit;
And a capacitance controller for determining a frequency by adjusting a capacitance C of a generated frequency through the magnetic longwave sensed by the sensing unit.
전류값, 저항값, 임피던스 값 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 통해 인입 자기장파를 감지하는 것을 특징으로 하는 자기장 신호 송신 시스템.8. The apparatus of claim 7,
A magnetic field signal transmission system for detecting an incoming magnetic long wave through any one of a current value, a resistance value, and an impedance value or a combination thereof.
다수의 상수값을 가지는 커패시터 어레이부;와
다수의 상기 커패시터 어레이부를 선택하는 커패시터 선택부;를 포함하여 구성되는 자기장 신호 송신 시스템.The apparatus of claim 7, wherein the capacitance control unit comprises:
A capacitor array part having a plurality of constant values;
And a capacitor selector for selecting a plurality of the capacitor array units.
아래 수학식을 통해 커패시턴스를 제어하는 출력 주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 자기장 신호 송신 시스템.
(여기서, L은 리액턴스, C는 커패시턴스.)The apparatus of claim 9, wherein the capacitor selector comprises:
Wherein an output frequency for controlling the capacitance is determined by the following equation.
(Where L is the reactance and C is the capacitance).
외부 기기로부터 자기장파 출력 정보를 제어할 수 있도록 통신 구현되기 위한 송/수신 모듈을 더 포함하여 구성되는 자기장 신호 송신 시스템.The magnetic field signal transmission system according to any one of claims 7 to 10,
And a transmitting / receiving module for implementing communication so as to control self-long-wave output information from an external device.
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