KR101597676B1 - Rfid 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

Rfid 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101597676B1
KR101597676B1 KR1020140052539A KR20140052539A KR101597676B1 KR 101597676 B1 KR101597676 B1 KR 101597676B1 KR 1020140052539 A KR1020140052539 A KR 1020140052539A KR 20140052539 A KR20140052539 A KR 20140052539A KR 101597676 B1 KR101597676 B1 KR 101597676B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tag
tags
slot
collision
scan
Prior art date
Application number
KR1020140052539A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150125337A (ko
Inventor
이태진
이재영
이민규
안지형
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020140052539A priority Critical patent/KR101597676B1/ko
Priority to US14/700,416 priority patent/US9785803B2/en
Publication of KR20150125337A publication Critical patent/KR20150125337A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101597676B1 publication Critical patent/KR101597676B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10019—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers.
    • G06K7/10029—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the time domain, e.g. using binary tree search or RFID responses allocated to a random time slot
    • G06K7/10039—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves resolving collision on the communication channels between simultaneously or concurrently interrogated record carriers. the collision being resolved in the time domain, e.g. using binary tree search or RFID responses allocated to a random time slot interrogator driven, i.e. synchronous
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10198—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves setting parameters for the interrogator, e.g. programming parameters and operating modes
    • G06K7/10207—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves setting parameters for the interrogator, e.g. programming parameters and operating modes parameter settings related to power consumption of the interrogator
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H04W74/0841—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment
    • H04W74/085—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment collision avoidance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서 태그 수집 장치가 태그를 수집하는 방법을 개시하고 있다. 상기 방법은 하나의 수집 라운드는 수집 대상 태그를 인식하는 태그 인식 단계 및 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하는 태그 수집 단계로 구성되며, 상기 태그 인식 단계는 적어도 하나의 스캔 구간을 포함하며, 하나의 스캔 구간 내에서 상기 수집 대상 태그의 인식 상태(status)를 나타내는 비트 맵을 이용하여 상기 수집 대상 태그들을 모두 인식할 때까지 스캔 과정을 반복 수행한다.

Description

RFID 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템{TAG COLLECTION METHOD, APPARATUS AND SYSTEM USING BIT MAP FOR ACTIVE RFID SYSTEM}
본 발명은 태그 인식을 통한 태그 수집 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 능동형 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서 태그의 인식을 통한 태그 수집 방법 및 장치에 관한 것이다.
RFID기술은 사물에 부착된 태그(tag)의 정보를 리더(reader)가 비접촉 통신으로 인식할 수 있는 기술이다. RFID 태그는 전원 공급 여부에 따라 능동형(active) 태그와 수동형(passive) 태그로 나눌 수 있다. 능동형 태그는 배터리(battery)를 내장하고 있어 전력공급이 가능한 반면, 수동형 태그는 리더와 태그 사이에 전자기 유도를 통해 얻어진 유도전류를 이용한다. 능동형 RFID는 배터리를 내장하고 있기 때문에 수동형 태그에 비해 더 넓은 범위에서 인식될 수 있고 더 많은 데이터를 저장할 수 있으며 금속에 부착하여도 인식될 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 특징으로 인해 넓은 공간에 분산된 다수의 사물을 관리해야 하는 공항, 항만 등의 물류 관리 시스템에 활용될 수 있고, 그 외에도 국방 분야, 산업 분야 등에서 다양하게 사용될 수 있다.
RFID시스템에서 리더들은 주기적으로 혹은 필요한 정보가 있는 경우에 인식 범위 내 태그들의 정보를 수집한다. 이러한 정보 수집 과정을 태그 수집(tag collection) 이라 하고, 태그 수집에 걸리는 시간은 RFID 시스템의 성능을 나타내는 중요 지표 가운데 하나이다. 수집 과정에서 다수의 태그들이 동시에 정보를 전송하는 경우 리더의 정보 수신 과정에서 충돌이 발생할 수 있다. 이러한 충돌 문제는 태그 수집 시간을 증가시키며 태그 수가 증가할수록 충돌 문제가 심화된다. 이를 해결하기 위한 방법으로 태그 수집 과정에서 충돌 방지(anti-collision) 알고리즘을 이용한다.
능동형 RFID 태그의 충돌 방지 알고리즘에 관한 표준 기술에는 ISO/IEC 18000-7이 있다. ISO/IEC 18000-7에서는 433MHz 주파수 대역의 능동형 RFID 시스템에서 충돌 방지 알고리즘을 포함하는 리더와 태그 사이의 데이터 전송을 위한 프로토콜(protocol)을 규정하고 있다. 능동형 RFID 시스템에서는 수동형 RFID 시스템과 달리 배터리 소비를 고려해야 하기 때문에 태그 수집을 LP(Listen period) 구간과 AP(Acknowledge period) 구간으로 나누어 진행한다.
ISO/IEC 18000-7 표준에서 리더는 태그 수집에 앞서 태그들이 명령에 응답할 수 있는 상태인 준비 상태로 전환하도록 웨이크 업(wake up) 명령을 브로드캐스트(broadcast) 한다. 웨이크 업(Wake up) 명령을 전송한 이후, 리더는 태그 수집 명령(collection command)을 브로드캐스트 함으로써 수집 라운드(collection round)를 시작한다. 능동형 태그는 수동형 태그보다 많은 정보를 담고 있기 때문에, 데이터 전송시 충돌로 인해 소모되는 에너지를 감소시키기 위하여 수집 라운드를 LP 및 AP 구간으로 나누어서 진행한다. 태그 수집 명령에는 윈도우 사이즈가 포함되어 있는데 윈도우 사이즈는 태그가 선택할 수 있는 슬롯 구간의 길이를 나타낸다. 태그 수집의 시작을 의미하는 수집 명령(collection command)을 받은 태그들은 LP 구간 중 알로하 기반의 충돌 방지 알고리즘을 이용하여 윈도우 사이즈 내에서 임의의 슬롯을 선택하여 자신의 태그 ID를 전송하게 된다. LP 구간에서 태그 수집 명령을 수신한 태그들은 1부터 윈도우 사이즈 내의 임의의 정수를 생성하고 그 수에 해당하는 슬롯에서 수집 명령에 대한 자신의 응답으로 태그-ID를 포함하는 태그 응답(response)을 전송한다. LP 구간에서 각 슬롯의 상태는 태그의 전송에 따라 3가지 경우로 나누어진다. 첫 번째 경우는 단 하나의 응답을 수신하여 성공적으로 인식하는 성공(success) 슬롯, 두 번째 경우는 다수의 태그가 응답을 함으로써 충돌이 발생하는 충돌(collision) 슬롯, 마지막으로 어떠한 태그도 전송하지 않은 유휴(idle) 슬롯으로 나눌 수 있다. LP 구간이 종료되면 리더는 인식에 성공한 순서대로 태그에게 일대일로 리드 명령(read command)을 전송한다. 리드 명령을 받은 태그는 데이터를 전송하게 되고 태그로부터의 데이터가 성공적으로 수신되면 리더는 태그의 전력소모를 줄이기 위해 슬립(sleep) 명령을 전송한다. 슬립 명령 수신을 통해 슬립 모드로 전환된 태그는 다음 수집라운드에 참여하지 않는다. 인식되지 않은 태그들은 반복적인 수집 라운드를 거친다. 한 수집 라운드가 끝나게 되면, 리더는 직전 수집 라운드의 LP 구간을 통해 다음 수집 라운드의 LP 구간에서 사용할 윈도우 사이즈를 추정하게 된다. 새로운 수집 라운드가 시작되면 리더는 이 추정된 윈도우 사이즈를 브로드캐스트하게 되고, 이전 수집 라운드에서 인식되지 못한 태그들은 이 윈도우 사이즈 내에서 새롭게 임의의 슬롯을 선택하여 태그-ID를 전송하는 과정을 반복하게 된다.
도 1은 ISO/IEC 18000-7 표준의 태그 수집 동작에 대한 일실시예를 나타낸 도면이다. 하나의 리더와 인식 범위 내 다섯 개의 태그가 존재하는 환경을 가정한다. 리더는 인식 범위 내 태그들이 준비 상태가 되도록 웨이크 업(wake up) 명령을 전송한다. 웨이크 업(wake up) 명령을 전송한 리더는 태그들이 준비 상태가 되었다고 판단하고 수집 명령을 전송한다. 윈도우 사이즈를 포함한 수집 명령을 받은 태그들은 윈도우 사이즈 범위 내에서 슬롯을 선택한다. 도 1에서 태그 2와 태그 4는 충돌 없이 자신의 태그-ID를 전송하며, 태그 1, 태그 3, 태그 5는 같은 슬롯에 동시에 전송하여 충돌이 발생하게 된다. 리더는 성공적으로 인식된 태그 2와 태그 4에게 리드 명령을 전송한다. 이때 리더가 리드 명령을 전송하는 순서는 동일 수집 라운드의 LP 구간에서 인식에 성공한 순서대로 보내게 된다. 리드 명령을 받은 태그 2는 태그-ID와 추가적인 데이터를 리더에게 전송한다. 데이터를 성공적으로 받은 리더는 태그의 전력 소모를 줄이기 위한 슬립 명령을 태그 2에게 전송한다. 동일한 방법으로 태그 4도 데이터 응답 전송 과정 이후에 슬립 모드로 전환한다. 태그 1, 태그 3, 태그 5는 슬립 모드로 전환하지 않고 다음 수집라운드에서 동일한 과정을 통해 태그-ID를 전송한다.
그러나 ISO/IEC 18000-7 표준에서의 태그 수집 방법은 AP 구간에서 인식 가능한 태그에게 일대일(point-to-point)로 리드 명령을 전송하기 때문에 태그가 증가할수록 인식 시간이 길어지게 되며, 데이터 전송 완료 후 슬립 명령을 수신할 때까지 태그가 대기 상태를 유지하기 때문에 에너지가 소모되는 단점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 종래 능동형 RFID 시스템 표준에서의 태그 수집 기술보다 인식 시간 및 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 태그 수집 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서 태그 수집 장치가 태그를 수집하는 방법은 하나의 수집 라운드는 수집 대상 태그를 인식하는 태그 인식 단계 및 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하는 태그 수집 단계로 구성되며, 상기 태그 인식 단계는 적어도 하나의 스캔 구간을 포함하며, 하나의 스캔 구간 내에서 상기 수집 대상 태그의 인식 상태(status)를 나타내는 비트 맵을 이용하여 상기 수집 대상 태그들을 모두 인식할 때까지 스캔 과정을 반복 수행할 수 있다.
상기 태그 인식 단계는 태그 인식 범위 내의 수집 대상 태그들에게 웨이크 업(wake-up) 명령을 브로드캐스팅하는 단계, 윈도우 사이즈가 포함된 제 1 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하는 단계, 상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID(Tag IDentification)를 포함하는 태그 응답을 수신하는 단계, 상기 태그 응답을 기반으로, 제 1 스캔 구간 내의 슬롯에서의 태그 인식 여부를 나타내는 비트 맵 정보를 생성하는 단계 및 상기 비트 맵 정보를 포함하는 제 2 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하여 모든 수집 대상 태그들이 인식될 때까지 스캔 과정을 반복 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 2 스캔 명령에 포함된 비트 맵을 수신하여, 성공적으로 인식되었음을 확인한 태그들은 바로 슬립 모드로 전환하여 다음 웨이크 업 명령이 있을 때까지 대기할 수 있다.
상기 제 2 스캔 구간은 충돌로 인해 인식되지 못한 태그의 수만큼의 슬롯 수만큼의 윈도우 사이즈를 갖고, 상기 제 2 스캔 명령은 상기 제 2 스캔 구간의 윈도우 사이즈 정보를 포함할 수 있다.
제 2 스캔 구간은 상기 제 1 스캔 구간에서 충돌이 발생한 슬롯 수만큼의 충돌 슬롯 및 상기 제 2 스캔 구간의 윈도우 사이즈에서 상기 충돌 슬롯의 수를 제외한 수 만큼의 공유 슬롯을 포함할 수 있다.
상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 비트 맵 정보를 통해 충돌을 인식한 충돌 태그들은 상기 충돌 슬롯 및 상기 공유 슬롯 중 하나를 선택하되, 상기 선택에 따라 상기 충돌 슬롯 또는 상기 공유 슬롯 중 하나의 슬롯에서 태그 응답을 전송할 수 있다.
상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 충돌 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 충돌 슬롯 중에서, 상기 제 1 스캔 구간에서 자신이 선택한 슬롯의 상기 제 1 스캔 구간에서의 충돌 순서에 대응되는 슬롯을 선택하여 전송할 수 있다.
상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 공유 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 공유 슬롯 중 임의의 하나의 슬롯을 선택하여 전송할 수 있다.
상기 비트 맵 정보는 이전 스캔 구간에서, 태그 응답이 존재하지 않는 유휴 슬롯(idle slot), 인식 성공 슬롯 및 충돌이 발생한 슬롯을 지시하는 비트 정보를 포함할 수 있다.
상기 태그 수집 단계는 상기 수집 대상 태그들에게 웨이크 업 명령을 브로드캐스팅하는 단계, 상기 수집 대상 태그들에게 수집 명령을 브로드캐스팅하는 단계 및 상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID 정보 및 데이터를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 수집 명령은 상기 수집 대상 태그들 각각의 태그 인식 성공 순서 정보를 포함할 수 있다.
상기 순서 정보를 기반으로 상기 수집 대상 태그들로부터 데이터를 수신하되, 데이터 전송을 완료한 태그들은 바로 슬립 모드로 전환할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 태그 수집 장치는 하나의 스캔 구간 내에서 수집 대상 태그 각각의 인식 상태를 나타내는 비트 맵을 생성하고 상기 비트 맵을 이용하여 수집 대상 태그들을 모두 인식할 때까지 스캔 과정을 반복 수행하며, 모든 수집 대상 태그들이 성공적으로 인식된 경우, 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 태그 인식 범위 내의 수집 대상 태그들에게 웨이크 업(wake-up) 명령 및 윈도우 사이즈가 포함된 제 1 스캔 명령을 브로드캐스팅하도록 제어하는 전송 제어부 및 상기 수집 대상 태그들로부터 수신된, 태그 ID(Tag IDentification)를 포함하는 태그 응답을 기반으로 상기 비트 맵 정보를 생성하는 비트 맵 생성부를 포함하되, 상기 전송 제어부는 상기 비트 맵 정보를 포함하는 제 2 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하도록 제어할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 태그 수집 시스템은 하나의 스캔 구간 내에서 수집 대상 태그 각각의 인식 상태를 나타내는 비트 맵을 생성하고 상기 비트 맵을 이용하여 수집 대상 태그들을 모두 인식할 때까지 스캔 과정을 반복 수행하며, 모든 수집 대상 태그들이 성공적으로 인식된 경우, 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하도록 제어하는 태그 수집 장치 및 스캔 구간 내에서 태그 응답을 전송하고, 상기 비트 맵을 수신하여 자신의 인식 성공 여부를 판단하여 다음 스캔 구간에 태그 응답 전송 여부를 결정하는 수집 대상 태그를 포함할 수 있다.
상기 태그 수집 장치는 태그 인식 범위 내의 수집 대상 태그들에게 웨이크 업(wake-up) 명령, 및 윈도우 사이즈가 포함된 제 1 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하고, 상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID(Tag IDentification)를 포함하는 태그 응답을 수신하여, 상기 태그 응답을 기반으로, 제 1 스캔 구간 내의 슬롯에서의 태그 인식 여부를 나타내는 비트 맵 정보를 포함하는 제 2 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하고, 상기 수집 대상 태그는 상기 제 1 스캔 구간에서 태그 응답을 전송하고, 상기 제 2 스캔 명령에 포함된 비트 맵 정보를 기반으로 제 2 스캔 구간에서의 태그 응답 전송 여부를 결정하되, 상기 제 1 스캔 구간에서 성공적으로 인식되었음을 확인한 태그는 바로 슬립 모드로 전환하고, 제 1 스캔 구간에서 충돌하였음을 확인한 충돌 태그는 상기 제 2 스캔 구간에서 태그 응답을 전송할 수 있다.
상기 제 2 스캔 구간은 상기 제 1 스캔 구간에서의 충돌이 발생한 슬롯 수만큼의 충돌 슬롯 및 상기 충돌 태그의 수만큼의 제 2 스캔 구간의 윈도우 사이즈에서 상기 충돌 슬롯의 수를 제외한 수만큼의 공유 슬롯으로 구성되고, 상기 충돌 태그는 상기 충돌 슬롯 및 상기 공유 슬롯 중 하나를 선택하여 태그 응답을 전송할 수 있다.
상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 충돌 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 충돌 슬롯 중에서, 상기 제 1 스캔 구간에서 자신이 선택한 슬롯의 상기 제 1 스캔 구간에서의 충돌 순서에 대응되는 슬롯을 선택하여 태그 응답을 전송할 수 있다.
상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 공유 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 공유 슬롯 중 임의의 하나의 슬롯을 선택하여 태그 응답을 전송할 수 있다.
상기 태그 인식 장치는 상기 수집 대상 태그들에게 웨이크 업 명령 및 상기 수집 대상 태그들 각각의 태그 인식 성공 순서 정보를 포함하는 수집 명령을 브로드캐스팅하고 상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID 정보 및 데이터를 수신하되, 상기 수집 대상 태그들은 상기 순서 정보를 기반으로 상기 수집 대상 태그들로부터 데이터를 전송하고, 데이터 전송을 완료한 태그들은 바로 슬립 모드로 전환할 수 있다.
본 발명이 제공하는 태그 수집 방법에 따르면, 리더가 LP 구간에서 파악한 슬롯 상태 정보를 비트맵에 저장하고 태그들에게 알려줌으로써 태그들이 충돌 여부를 파악할 수 있도록 하며, 충돌로 인해 인식되지 못한 태그들이 충돌 슬롯 수를 기반으로 다음 인식 시도 과정에서 전송할 슬롯을 선택할 수 있도록 함으로써 충돌을 감소시키는 효과가 있다.
또한 AP 구간에서 슬립 명령의 별도 수신 없이 태그가 데이터 전송 완료 후 슬립할 수 있도록 함으로써 태그의 배터리 소모를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 ISO/IEC 18000-7 표준의 태그 수집 동작에 대한 일실시예를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 수집 방법을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 수집 방법의 LP 구간 동작에 따른 슬롯 선택을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태그 수집 방법의 LP 구간 동작에 따른 슬롯 선택을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 수집 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그의 구성을 나타낸 블록도,
도 7은 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는데 소모되는 에너지 총합을 비교한 그래프,
도 8은 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는데 소모되는 인식 시간을 비교한 그래프,
도 9는 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는 동안 발생한 충돌 횟수를 비교한 그래프,
도 10은 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는 동안 발생한 충돌로 인해 소모된 에너지를 비교한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
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.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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.
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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
태그 수집 방법
본 발명은 리더와 능동형 태그로 구성된 능동형 RFID 시스템을 대상으로 동적인 프레임 슬롯 알로하(DFSA, dynamic framed slotted ALOHA) 기반의 슬롯 선택 방법을 제공한다.
본 발명에서의 태그 정보 수집 방법은 LP 단계에서 태그들을 검색하고, AP 단계에서는 LP 단계에서 검색된 태그들의 실제 데이터를 전송하는 단계로 구성된다. 태그 수집에 앞서 리더는 웨이크 업(wake up) 명령을 태그들에게 브로드캐스트 함으로써 태그들이 데이터를 전송할 수 있는 준비 상태로 전환시킨다.
태그 수집의 첫 번째 단계인 LP 단계는 복수의 스캔 구간으로 구성되며, 스캔 구간은 수집 대상인 태그들의 태그-ID를 모두 인식할 때까지 반복된다. 스캔 구간은 리더가 전송 범위 내 태그들에게 스캔 명령을 브로드캐스트 함으로써 시작한다. 웨이크 업(Wake up) 명령 이후에 첫 번째 스캔 명령 전송은 LP 구간의 시작을 의미한다. 스캔 명령에는 윈도우 사이즈가 포함된다. 스캔 명령은 윈도우 사이즈만큼의 비트열 길이를 가지는 비트맵에 슬롯 정보를 나타내는 비트를 함께 실어 전송한다. 비트맵의 비트 0은 유휴, 1은 성공, 2는 충돌을 의미하고, 최초 스캔 명령에서 비트맵의 값은 모두 0이다.
리더로부터 스캔 명령을 받은 태그들은 스캔 명령에 포함된 윈도우 사이즈 내에서 랜덤하게 슬롯을 선택하여 자신의 태그-ID를 전송한다. 이때, 각 태그가 전체 슬롯 중 하나를 선택하여 태그-ID를 전송하는 종래 기술과는 달리 충돌 발생 태그 수를 고려한 충돌 슬롯(collision slot)과 공유 슬롯(shared slot)으로 구분하여 슬롯을 선택하여 자신의 태그-ID를 전송한다. 각 태그들은 스캔 명령에 포함된 비트맵을 통해 자신이 선택한 슬롯이 성공인지 확인한다. 만약 비트맵에서 자신이 선택한 슬롯이 비트 1이라는 것을 통해 전송 가능함을 확인한 태그는 바로 슬립 모드로 전환하여 대기한다. 만약 비트맵에서 비트 2라는 것을 통해 자신의 태그-ID가 충돌이라는 것을 확인한 태그는 본 발명에서의 슬롯 선택 방법에 의해 슬롯을 선택하게 된다.
최초 스캔 구간 이후 충돌로 인해 인식되지 못한 태그가 발생할 수 있으며, 새롭게 스캔 구간을 시작하기 위해 리더가 전송하는 스캔 명령에서는 이전 스캔 구간의 슬롯 상태에 기반한 비트맵 정보가 포함된다. 본 발명에서의 슬롯 선택 방법에서 충돌(비트 2)임을 확인한 태그는 임의로 0 또는 1 중 하나의 수를 선택한다. 0을 선택한 태그는 충돌 태그를 위한 슬롯 중 임의의 한 슬롯에서 전송을 하고, 1을 선택한 태그는 공유 슬롯 중 임의의 한 슬롯에서 전송한다. 이때, 충돌 태그를 위한 슬롯 수는 충돌 슬롯의 수, 즉, 비트맵에서 비트 2를 나타내는 개수만큼 주어지게 된다. 또한 충돌 태그는 충돌 태그를 위한 슬롯 중에서 자신이 선택한 슬롯이 해당되는 충돌 순서에 대응되는 슬롯을 선택하여 전송할 수 있다. 예컨대, 첫 번째 충돌이 발생한 슬롯의 태그는 충돌 태그를 위한 슬롯 중 첫 번째 슬롯에서 전송하게 된다. 공유 슬롯을 선택한 충돌 태그들은 1과 비트맵의 비트 2의 개수 사이의 값 또는 윈도우 사이즈에서 비트맵의 비트 2의 수를 제외한 슬롯 내에서 임의의 슬롯을 선택하고 해당 슬롯에서 태그 응답(response)을 전송한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 수집 방법을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, LP 단계의 첫 번째 스캔 구간에서는 네 개의 슬롯을 할당하였다고 가정하며, 비트맵에는 모든 4개의 비트가 0을 나타낸다. 즉, 최초 스캔 구간의 스캔 명령에 포함되는 비트 맵에는 모든 슬롯을 유휴 슬롯으로 가정하여 0의 비트만으로 구성될 수 있다.
도 2의 첫 번째 스캔 구간에서 리더는 태그 2와 태그 4를 성공적으로 인식하였기 때문에 두 번째 스캔 구간을 위한 스캔 명령에서의 비트맵에는 이전 스캔 구간에서의 해당 슬롯에 해당하는 비트맵에 비트 1을 기록하게 된다. 하지만 태그 1과 태그 3, 태그 5는 동일한 슬롯에 전송되었기 때문에 충돌이라 판단하고 비트맵에 비트 2를 기록하게 된다. 이때, 비트 1을 가지는 태그들의 순서는 리더에 저장될 수 있다. 비트 확인 결과 비트맵의 비트 값이 2인 비트가 있기 때문에 새로운 스캔 구간을 위한 스캔 명령을 전송한다. 이때, 스캔 명령에는 비트맵 정보가 포함되게 된다. 스캔 명령의 비트맵을 수신한 태그들은 자신이 성공적으로 인식이 되었는지 충돌이 발생하였는지 판단하게 된다. 인식에 성공한 태그는 웨이크 업(wake up) 명령이 있을 때까지 슬립 모드로 대기하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 수집 방법의 LP 구간 동작에 따른 슬롯 선택을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 자신이 충돌 태그라고 인지한 태그 1과 태그 3, 태그 5는 본 발명에서의 슬롯 결정 방법에 의해 슬롯을 선택한다. 태그 1, 태그 3, 태그 5는 임의의 수 0 또는 1을 선택한다. 0을 선택한 태그 3은 충돌 슬롯 수 만큼(도 2에서 충돌이 발생한 슬롯의 수는 1개이다) 할당되는 충돌 태그를 위한 슬롯(충돌 슬롯)인 첫 번째 슬롯을 선택한다. 반면 1을 선택한 태그 1과 태그 5는 충돌 슬롯을 제외한 공유 슬롯인 두 번째, 세 번째 슬롯에서 랜덤하게 선택한다. 슬롯을 선택한 태그들은 태그 응답을 전송하게 된다.
리더는 비트맵을 통해 스캔을 반복할지 종료할지 결정할 수 있다. 만약 비트맵에 비트 2가 없으면 리더는 충돌 없이 전송 가능하다고 판단하고 비트맵 정보를 포함한 수집 명령을 보내어 두 번째 단계인 AP 구간에 들어가게 된다. 그렇지 않고 비트맵 값에 1이 아닌 비트가 있다면 새로운 스캔 명령을 전송하여 스캔 구간을 반복한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태그 수집 방법의 LP 구간 동작에 따른 슬롯 선택을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 리더는 첫 번째 스캔 구간에서 충돌이 일어난 슬롯이 2개 발생한 케이스에서 비트 맵을 전송한다. 비트 맵의 비트가 2를 가리키는 슬롯은 슬롯 1과 슬롯 2로 2개이고, 이에 속한 태그는 태그 1, 태그 3, 태그 5 및 태그 6이 존재한다. 이때, 리더는 다음 스캔 구간의 윈도우 사이즈를 충돌 태그의 개수와 동일한 4개로 결정할 수 있다. 첫 번째 스캔 구간에서 충돌이 일어난 슬롯의 수가 2개이기 때문에, 두 번째 스캔 구간에서 충돌 슬롯의 수는 2개이고, 두 번째 스캔 구간의 전체 윈도우 사이즈에서 충돌 슬롯의 수를 뺀 2개가 공유 슬롯의 수로 결정된다. 태그들도 비트맵을 통해 다음 스캔 구간에서의 충돌 슬롯의 수 및 공유 슬롯의 수를 파악할 수 있고, 0 및 1의 비트를 통해 충돌 슬롯 및 공유 슬롯에 대한 선택을 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 충돌 슬롯을 선택한 태그는 첫 번째 스캔 구간에서의 충돌 순서에 대응하여, 다음 스캔 구간의 충돌 슬롯에 태그 응답을 보내게 된다. 즉, 태그 1과 태그 5가 충돌 슬롯을 선택한 경우, 첫 번째 스캔 구간에서 먼저 충돌이 일어났던 태그 1이 두 번째 스캔 구간의 충돌 슬롯 중 첫번째 슬롯인 슬롯 0을 선택하여 태그 응답을 전송할 것이고, 이와 마찬가지로, 첫 번째 스캔 구간에서 나중에 충돌이 일어났던 태그 5는 두 번째 스캔 구간의 충돌 슬롯 중 두 번째 슬롯인 슬롯 1을 선택하여 태그 응답을 전송하게 된다. 공유 슬롯을 선택한 태그는 공유 슬롯 중 임의의 슬롯을 선택하여 태그 응답을 전송할 수 있다. 도 4의 실시예에서는 태그 3이 슬롯 2을, 태그 6이 슬롯 3을 선택하여 충돌없이 태그 응답을 전송하였지만, 같은 슬롯을 선택하는 경우, 충돌이 발생하여, 다음 스캔 구간으로 넘어갈 수 있다.
첫 번째 LP 단계가 완료되면, 두 번째 AP 단계가 시작된다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 결정된 전송 순서에 따라 실제 데이터를 전송한다. AP 구간의 시작으로 리더는 반경 내 모든 태그들에게 웨이크 업(wake up) 명령을 브로드캐스트한다. 첫 번째 단계에서 에너지 소비를 줄이기 위해 슬립 모드로 대기하던 태그들은 웨이크 업(wake up) 명령을 수신하고 준비 상태로 전환한다. 리더는 웨이크 업(wake up) 명령을 전송하면 태그들이 준비 상태라고 생각하고 수집 명령을 브로드캐스트한다. 이 수집 명령에는 태그들의 전송 순서 정보가 포함될 수 있다. 태그들은 수집 명령에 포함된 전송 순서에 따라 태그-ID와 함께 데이터를 전송하게 된다. 이때, 전송을 마친 태그들은 전력소모를 줄이기 위하여 슬립 모드로 전환하고 더 이상 데이터 전송 및 인식 과정에 참여하지 않는다.
다시 도 2로 돌아가서, 도 2의 두 번째 스캔 구간에서처럼 리더가 모든 슬롯이 성공임을 확인하면, 리더는 AP 구간을 시작하는 웨이크 업(wake up) 명령을 브로드캐스트 한다. 웨이크 업(Wake up) 명령을 전송한 리더는 인식 범위 내의 태그가 모두 준비 상태라고 판단하고 수집 명령을 전송하게 된다. 수집 명령에는 태그들의 성공 순서가 포함되어 있고, 각 태그들은 그 순서에 맞게 자신의 태그-ID와 추가 데이터를 전송하게 된다. 가장 먼저 성공한 태그 2가 가장 먼저 데이터를 전송하고 슬립 모드에 들어가게 된다. 순서대로 태그 2, 태그 4, 태그 3, 태그 1, 태그 5가 데이터를 전송하고 슬립 모드로 전환하게 된다.
태그 수집 장치 및 태그의 구성
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 수집 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 수집 장치는 통신부(510), 제어부(520) 및 저장부(530)를 포함할 수 있다. 태그 수집 장치는 태그 리더기를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 통신부(510)는 태그(550)와의 무선 통신을 통해 정보를 송수신한다. 통신부(510)는 전송 제어부(521)로부터의 웨이크 업 및 스캔 명령 등을 브로드캐스팅할 수 있고, 비트 맵 생성부(523)에서 생성된 비트맵을 태그(550)로 전송할 수 있다.
전송 제어부(521)는 통신부(510)를 통해 전송될 정보를 제어한다. 전송 제어부(521)는 웨이크 업 및 스캔 명령의 전송을 제어한다. 전송 제어부(521)는 비트 맵 생성부(523)에서 생성된 비트 맵을 파싱하여, 최초 스캔 이후, 다음 번 스캔 명령을 전송해야할지 결정할 수 있다. 예컨대, 이전 스캔 과정에서 충돌이 일어나지 않음을 확인한 경우, 다음번 스캔 명령을 전송하지 않도록 제어할 수 있다.
비트맵 생성부(523)는 통신부(510)를 통해 수신되는 태그(550)들의 태그 응답을 파싱하여, 각각의 슬롯에 응답된 태그들의 상태를 파악하고, 충돌이 일어난 슬롯, 유휴 슬롯 및 인식 성공 슬롯을 지시하는 비트 맵을 생성한다. 비트 맵은 전송 제어부(521) 및 통신부(510)를 통해 태그(550)로 전송될 수 있다.
슬롯 할당부(525)는 스캔 구간에서의 슬롯 및 데이터 수집 구간에서의 슬롯 할당을 제어할 수 있다. 슬롯 할당부는 기본 윈도우 사이즈를 기반으로 최초 슬롯을 할당할 수 있고, 이때, 기본 윈도우 사이즈는 사용자 설정을 통해 미리 정해져 있을 수 있다. 이는 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 변경할 수 있다. 슬롯 할당부(525)는 비트 맵 생성부(523)에서 생성된 비트 맵을 기반으로, 다음 번 스캔 구간에서의 슬롯의 할당을 제어할 수 있다. 슬롯 할당부(525)는 비트 맵을 파싱하여, 다음 번 스캔 구간에서의 충돌 슬롯의 수와 공유 슬롯의 수를 결정하여 스캔 구간을 구성할 수 있고, 스캔 명령에 이러한 정보를 포함시켜 전송 제어부(521)를 통해 태그(550)로 전송할 수 있다.
저장부(530)는 제어부(520)와 연동하여 태그 응답 및 슬롯 할당에 관련된 정보를 저장한다. 저장부(530)는 태그 응답 시간, 태그 응답 슬롯, 태그 ID 정보, 이와 관련된 로그 등을 저장할 수 있고, 태그 인식 성공 순서 정보를 저장할 수 있다. 태그 순서 정보는 이후, 태그 순서 정보는 이후, AP 단계에서 각각의 태그들의 데이터 전송 순서를 결정하는데 이용될 수 있고, AP 단계의 데이터 수집 명령에 포함되어 전송될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태그는 통신부(610), 제어부(620) 및 저장부(630)를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 통신부(610)는 태그 수집 장치(650)와 무선 통신을 통해 정보를 송수신한다. 통신부(610)는 태그 수집 장치(650)로부터 웨이크 업 명령, 스캔 명령(비트 맵 정보 포함) 및 수집 명령을 수신할 수 있고, 태그 ID를 포함하여 태그 응답 및 데이터를 전송할 수 있다.
제어부(620)는 태그 응답 생성부(621), 비트 맵 파싱부(623), 응답 여부 결정부(625), 모드 전환부(627) 및 슬롯 선택부(629)를 포함할 수 있다.
태그 응답 생성부(621)는 통신부(610)를 통해 수신된 스캔 명령 또는 수집 명령에 대한 응답으로 태그 응답을 생성한다. 스캔 명령에 대한 응답에는 태그 ID만 포함하면 충분하고, 수집 명령에 대한 응답으로는 태그 ID 및 추가 데이터를 포함시켜 태그 응답을 생성할 수 있다.
비트 맵 파싱부(623)는 통신부(610)를 통해 수신되는 스캔 명령에 포함된 비트 맵을 파싱한다. 비트 맵에는 이전 스캔 구간에서 자신의 태그 응답을 통해 태그 수집 장치가 태그를 인식했는지 여부를 파악할 수 있다. 즉, 수신된 비트 맵을 통해, 자신이 태그 응답을 전송했던 슬롯의 비트 값이 '1'인지, '2'인지 여부를 판단하여, '1'이면 인식에 성공한 것으로, '2'면 충돌로 인해 인식에 실패한 것으로 파악할 수 있다. 비트 맵 파싱부(623)는 인식 성공 여부 정보를 응답 여부 결정부(625)로 전송할 수 있다. 또한, 비트 맵 파싱부(623)는 비트 맵을 파싱하여 충돌이 일어난 경우, 충돌 순서 정보를 획득할 수 있다. 즉, 자신이 선택한 슬롯의 비트 값인 '2'의 등장 순서을 파악하여, 몇 번째 충돌 순서에 속하는지 파악할 수 있다. 이러한 충돌 순서 정보는 슬롯 선택부(629)로 전송될 수 있다.
응답 여부 결정부(625)는 비트 맵 파싱부(623)에서의 확인 결과를 인식 성공 여부 정보를 통해 수신하여 다음 스캔 구간에서 태그 응답을 수행할지 결정할 수 있다. 예컨대, 인식에 성공했다는 정보를 수신하는 경우, 즉, 자신이 태그 응답을 전송했던 슬롯의 비트 값이 '1'로 확인되어 인식에 성공한 것으로 파싱된 경우에는 다음 스캔 구간에서 태그 응답을 수행하지 않는 것으로 결정할 수 있고, 이때, 응답을 수행하지 않는다는 정보를 모드 전환부(627)로 전송하여, 바로 슬립 모드로 전환시킬 수 있다. 반대로, 인식에 실패했다는 정보를 수신하는 경우, 즉, 자신이 태그 응답을 전송했던 슬롯의 비트 값이 '2'로 확인되어 인식에 실패한 것으로 파싱된 경우에는 다음 스캔 구간에서 태그 응답을 수행하는 것으로 결정하여 슬롯 선택부(629)로 응답 수행 신호를 전송할 수 있다. 또한, 비트 맵을 파싱하여 이전 스캔 구간에서의 충돌 슬롯의 수를 파악하면, 공유 슬롯의 순서 및 개수를 파악할 수 있다. 이러한 공유 슬롯 관련 정보도 슬롯 선택부(629)로 전송될 수 있다.
모드 전환부(627)는 응답 여부 결정부(625)로부터 응답 미수행 결정 신호를 수신하여 바로 슬립 모드로 전환시킨다. 그리고는, 다음 웨이크 업 신호가 있을 때까지 슬립 모드를 유지하다가, 웨이크 업 신호를 수신하면, 다시 활성화 모드로 전환할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이크 업 신호는 모든 수집 대상 태그들의 인식 동작이 성공한 경우, 다음 AP 단계의 시작 시점에 수신될 수 있다.
슬롯 선택부(629)는 태그의 슬롯 선택을 제어한다. 최초 스캔 과정에서, 태그가 태그 응답을 태그 수신 장치(650)로 전송할 슬롯을 선택한다. 이는 랜덤하게 선택할 수 있다. 이후, 응답 여부 결정부(625)에서 다음 스캔 구간에서 태그 응답을 수행할 것으로 결정하였다는 응답 수행 신호를 수신하는 경우, 슬롯 선택부(629)는 충돌 슬롯과 공유 슬롯 중 하나를 선택할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 비트 '0'을 선택하면, 공유 슬롯에서, 비트 '1'을 선택하면, 충돌 슬롯에서 태그 응답을 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 충돌 슬롯을 선택하는 경우는 비트 맵 생성부(623)에서 전송되는 충돌 순서 정보를 기반으로 이전 스캔 구간에서의 충돌 슬롯의 충돌 순서에 대응하는 슬롯을 선택하여 해당 슬롯에 태그 응답을 전송하게 된다. 공유 슬롯을 선택하는 경우는, 비트 맵 생성부(623)로부터 수신되는 공유 슬롯 관련 정보를 통해 공유 슬롯의 시작 시점과 개수 정보를 획득할 수 있고, 슬롯 선택부(629)는 이중 임의의 슬롯을 선택한다. 슬롯 선택부(629)는 AP 단계에서 태그 인식 성공 순서 정보를 기반으로 데이터를 전송할 슬롯을 선택할 수 있다. 그리고는 선택된 슬롯 정보를 태그 응답 생성부(621)로 전송하여 선택된 슬롯에서 태그 응답 또는 데이터가 전송될 수 있도록 제어할 수 있다.
저장부(630)는 전송할 데이터 및 태그 ID 등을 저장한다. 제어부(620)와 연동하여 태그 응답 및 슬롯 선택에 관련된 정보를 저장할 수 있다.
시뮬레이션 결과
본 발명의 성능을 평가하기 위해 태그 인식시간과 에너지 소비량, 충돌 횟수 및 충돌에 소모된 에너지 량에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 능동형 RFID 시스템을 기반으로 하여, 리더는 인식범위 내에 있는 태그들을 위치와 관계없이 동등한 인식 확률로 인식하고 채널 환경은 에러(error)나 캡처 효과(capture effect)가 없는 이상적인 채널 환경을 가정한다. 태그의 개수는 100개에서 1000개까지 100개 단위로 증가시키면서 시뮬레이션을 진행하였으며, 10,000번의 반복 수행 결과의 평균값으로 구하였다. 시뮬레이션에 사용된 매개변수는 표 1과 같다.
Figure 112014041638865-pat00001
도 7은 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는데 소모되는 에너지 총합을 비교한 그래프이고, 도 8은 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는데 소모되는 인식 시간을 비교한 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명은 같은 숫자의 태그를 인식할 때 ISO 18000-7 표준에 비해 적은 에너지와 시간을 소모하는 것을 확인할 수 있다. 태그 개수가 1000개일 때, 본 발명은 ISO 18000-7 표준 방법 보다 33.15%의 에너지와 35%의 시간을 절감할 수 있다. 본 발명은 AP 구간에서 모든 노드가 데이터 전송이 성공적으로 끝나면 리더로부터의 슬립 명령 수신 없이 스스로 슬립 모드로 들어가기 때문에 에너지 소모와 인식 시간을 줄일 수 있다.
도 9는 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는 동안 발생한 충돌 횟수를 비교한 그래프이고, 도 10은 본 발명과 종래 기술의 모든 태그를 인식하는 동안 발생한 충돌로 인해 소모된 에너지를 비교한 그래프이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명은 ISO 18000-7 표준보다 충돌 횟수가 줄어든다. 노드 개수가 900개일 때, 본 발명은 ISO-18000-7 방법에 비해 충돌 횟수를 7% 줄일 수 있다. 본 발명은 LP구간에서 충돌이 발생한 슬롯을 선택한 노드들을 뒤따르는 LP구간에서 확률적으로 두 그룹으로 분리하여 각 그룹에 속한 노드들이 서로 배타적인 슬롯 선택 구간을 갖도록 함으로써 충돌 횟수를 줄이고, 충돌로 소모되는 에너지를 줄일 수 있다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서 태그 수집 장치가 태그를 수집하는 방법에 있어서,
    하나의 수집 라운드는 수집 대상 태그를 인식하는 하나의 태그 인식 구간 및 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하는 하나의 태그 수집 구간으로 구성되며,
    상기 하나의 태그 인식 구간은 복수 개의 스캔 구간을 포함하며, 상기 복수 개의 구간을 통해 상기 수집 대상 태그의 인식 상태(status)를 나타내는 비트 맵을 스캔 명령에 포함시켜 상기 수집 대상 태그들을 모두 인식할 때까지 스캔 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나의 태그 인식 구간을 통한 태그 인식 단계는
    태그 인식 범위 내의 수집 대상 태그들에게 웨이크 업(wake-up) 명령을 브로드캐스팅하는 단계;
    윈도우 사이즈가 포함된 제 1 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하는 단계;
    상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID(Tag IDentification)를 포함하는 태그 응답을 수신하는 단계;
    상기 태그 응답을 기반으로, 제 1 스캔 구간 내의 슬롯에서의 태그 인식 여부를 나타내는 비트 맵 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 비트 맵 정보를 포함하는 제 2 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하여 모든 수집 대상 태그들이 인식될 때까지 스캔 과정을 반복 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 스캔 명령에 포함된 비트 맵을 수신하여, 성공적으로 인식되었음을 확인한 태그들은 바로 슬립 모드로 전환하여 다음 웨이크 업 명령이 있을 때까지 대기하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    제 2 스캔 구간은 충돌로 인해 인식되지 못한 태그의 수만큼의 슬롯 수만큼의 윈도우 사이즈를 갖고, 상기 제 2 스캔 명령은 상기 제 2 스캔 구간의 윈도우 사이즈 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 2 스캔 구간은 상기 제 1 스캔 구간에서 충돌이 발생한 슬롯 수만큼의 충돌 슬롯 및 상기 제 2 스캔 구간의 윈도우 사이즈에서 상기 충돌 슬롯의 수를 제외한 수 만큼의 공유 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 비트 맵 정보를 통해 충돌을 인식한 충돌 태그들은 상기 충돌 슬롯 및 상기 공유 슬롯 중 하나를 선택하되,
    상기 선택에 따라 상기 충돌 슬롯 또는 상기 공유 슬롯 중 하나의 슬롯에서 태그 응답을 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 충돌 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 충돌 슬롯 중에서, 상기 제 1 스캔 구간에서 자신이 선택한 슬롯의 상기 제 1 스캔 구간에서의 충돌 순서에 대응되는 슬롯을 선택하여 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 공유 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 공유 슬롯 중 임의의 하나의 슬롯을 선택하여 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 1 스캔 구간 내의 슬롯에서의 태그 인식 여부를 나타내는 비트 맵 정보는 이전 스캔 구간에서, 태그 응답이 존재하지 않는 유휴 슬롯(idle slot), 인식 성공 슬롯 및 충돌이 발생한 슬롯을 지시하는 비트 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 하나의 태그 수집 구간을 통한 태그 수집 단계는
    상기 수집 대상 태그들에게 웨이크 업 명령을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 수집 대상 태그들에게 수집 명령을 브로드캐스팅하는 단계; 및
    상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID 정보 및 데이터를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 수집 명령은 상기 수집 대상 태그들 각각의 태그 인식 성공 순서 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 순서 정보를 기반으로 상기 수집 대상 태그들로부터 데이터를 수신하되, 데이터 전송을 완료한 태그들은 바로 슬립 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 방법.
  12. RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 태그 수집 장치에 있어서,
    하나의 수집 라운드는 수집 대상 태그를 인식하는 하나의 태그 인식 구간 및 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하는 하나의 태그 수집 구간으로 구성되며,
    상기 하나의 태그 인식 구간은 복수 개의 스캔 구간을 포함하며, 상기 복수 개의 스캔 구간을 통해 상기 수집 대상 태그 각각의 인식 상태를 나타내는 비트 맵을 스캔 명령에 포함시켜 수집 대상 태그들을 모두 인식할 때까지 스캔 과정을 반복 수행하며, 모든 수집 대상 태그들이 성공적으로 인식된 경우, 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제어부는
    태그 인식 범위 내의 수집 대상 태그들에게 웨이크 업(wake-up) 명령 및 윈도우 사이즈가 포함된 제 1 스캔 명령을 브로드캐스팅하도록 제어하는 전송 제어부;
    상기 수집 대상 태그들로부터 수신된, 태그 ID(Tag IDentification)를 포함하는 태그 응답을 기반으로 제 1 스캔 구간 내의 슬롯에서의 태그 인식 여부를 나타내는 비트 맵 정보를 생성하는 비트 맵 생성부를 포함하되,
    상기 전송 제어부는 상기 비트 맵 정보를 포함하는 제 2 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 장치.
  14. RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 태그 수집 시스템에 있어서,
    하나의 수집 라운드는 수집 대상 태그를 인식하는 하나의 태그 인식 구간 및 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하는 하나의 태그 수집 구간으로 구성되며,
    상기 하나의 태그 인식 구간은 복수 개의 스캔 구간을 포함하며, 상기 복수 개의 스캔 구간을 통해 상기 수집 대상 태그 각각의 인식 상태를 나타내는 비트 맵을 스캔 명령에 포함시켜 수집 대상 태그들을 모두 인식할 때까지 스캔 과정을 반복 수행하며, 모든 수집 대상 태그들이 성공적으로 인식된 경우, 인식된 태그들로부터 데이터를 수집하도록 제어하는 태그 수집 장치; 및
    스캔 구간 내에서 태그 응답을 전송하고, 상기 비트 맵을 수신하여 자신의 인식 성공 여부를 판단하여 다음 스캔 구간에 태그 응답 전송 여부를 결정하는 수집 대상 태그를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 태그 수집 장치는 태그 인식 범위 내의 수집 대상 태그들에게 웨이크 업(wake-up) 명령, 및 윈도우 사이즈가 포함된 제 1 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하고, 상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID(Tag IDentification)를 포함하는 태그 응답을 수신하여, 상기 태그 응답을 기반으로, 제 1 스캔 구간 내의 슬롯에서의 태그 인식 여부를 나타내는 비트 맵 정보를 포함하는 제 2 스캔 명령을 상기 수집 대상 태그들에게 전송하고,
    상기 수집 대상 태그는 상기 제 1 스캔 구간에서 태그 응답을 전송하고, 상기 제 2 스캔 명령에 포함된 비트 맵 정보를 기반으로 제 2 스캔 구간에서의 태그 응답 전송 여부를 결정하되, 상기 제 1 스캔 구간에서 성공적으로 인식되었음을 확인한 태그는 바로 슬립 모드로 전환하고, 제 1 스캔 구간에서 충돌하였음을 확인한 충돌 태그는 상기 제 2 스캔 구간에서 태그 응답을 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 스캔 구간은 상기 제 1 스캔 구간에서의 충돌이 발생한 슬롯 수만큼의 충돌 슬롯 및 상기 충돌 태그의 수만큼의 제 2 스캔 구간의 윈도우 사이즈에서 상기 충돌 슬롯의 수를 제외한 수만큼의 공유 슬롯으로 구성되고,
    상기 충돌 태그는 상기 충돌 슬롯 및 상기 공유 슬롯 중 하나를 선택하여 태그 응답을 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 충돌 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 충돌 슬롯 중에서, 상기 제 1 스캔 구간에서 자신이 선택한 슬롯의 상기 제 1 스캔 구간에서의 충돌 순서에 대응되는 슬롯을 선택하여 태그 응답을 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 스캔 구간에서, 상기 공유 슬롯을 선택한 충돌 태그는 상기 공유 슬롯 중 임의의 하나의 슬롯을 선택하여 태그 응답을 전송하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 태그 수집 장치는 상기 수집 대상 태그들에게 웨이크 업 명령 및 상기 수집 대상 태그들 각각의 태그 인식 성공 순서 정보를 포함하는 수집 명령을 브로드캐스팅하고 상기 수집 대상 태그들로부터 태그 ID 정보 및 데이터를 수신하되,
    상기 수집 대상 태그들은 상기 순서 정보를 기반으로 상기 수집 대상 태그들로부터 데이터를 전송하고, 데이터 전송을 완료한 태그들은 바로 슬립 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 태그 수집 시스템.
KR1020140052539A 2014-04-30 2014-04-30 Rfid 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템 KR101597676B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140052539A KR101597676B1 (ko) 2014-04-30 2014-04-30 Rfid 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템
US14/700,416 US9785803B2 (en) 2014-04-30 2015-04-30 Method, apparatus and system for collecting tags using bit map in RFID system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140052539A KR101597676B1 (ko) 2014-04-30 2014-04-30 Rfid 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150125337A KR20150125337A (ko) 2015-11-09
KR101597676B1 true KR101597676B1 (ko) 2016-02-25

Family

ID=54355450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140052539A KR101597676B1 (ko) 2014-04-30 2014-04-30 Rfid 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9785803B2 (ko)
KR (1) KR101597676B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3018453C (en) * 2017-01-11 2021-01-26 Abl Ip Holding Llc Asset tracking using active wireless tags that report via a local network of connected beacons
CN108537080A (zh) * 2018-03-27 2018-09-14 顺丰科技有限公司 一种物流电子标签及其唤醒方法
CN108491908B (zh) * 2018-04-08 2020-12-01 国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司 一种基于无线射频识别的可视化智能仓储系统及方法
WO2020006758A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 Nec Corporation Methods, devices and computer readable media for aul transmission and aul transmission configuration

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101042389B1 (ko) * 2010-02-02 2011-06-17 부산대학교 산학협력단 Ｒｆｉｄ 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8390456B2 (en) * 2008-12-03 2013-03-05 Tego Inc. RFID tag facility with access to external devices
US20100118698A1 (en) * 2007-08-01 2010-05-13 Panasonic Corporation Radio communication method, radio communication system, radio communication device, and congestion control method
US7936271B2 (en) * 2007-11-26 2011-05-03 Roundtrip Llc Anti-tamper cargo container locator system
JP5645355B2 (ja) * 2008-07-18 2014-12-24 株式会社ジロオコーポレートプラン 光学シートの製造方法
WO2011163385A1 (en) * 2010-06-23 2011-12-29 Savi Technology, Inc. Apparatus and method for management of power constrained wireless devices
KR101234588B1 (ko) * 2011-05-31 2013-02-19 한국항공우주연구원 넘버링을 이용한 ｒｆｉｄ 태그 수집 시스템 및 그 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101042389B1 (ko) * 2010-02-02 2011-06-17 부산대학교 산학협력단 Ｒｆｉｄ 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US9785803B2 (en) 2017-10-10
KR20150125337A (ko) 2015-11-09
US20150317500A1 (en) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100912076B1 (ko) 리더／태그 통합형 ｒｆｉｄ 장치 및 방법
KR101597676B1 (ko) Rfid 시스템에서 비트맵을 이용한 태그 수집 방법, 장치 및 시스템
KR101589526B1 (ko) 다중 패킷 수신이 가능한 rfid 시스템의 태그 충돌 방지 방법 및 태그 인식 장치, 및 시스템
KR101214790B1 (ko) 센서 네트워크에서 충돌을 회피하는 장치 및 방법
US20080280560A1 (en) Method and system of placing a rfid tag in a continuous transmission mode
WO2014110842A1 (zh) 一种电子标签快速识别的方法及装置
WO2009065311A1 (en) Binary tree method for multi-tag anti-collision
KR100964966B1 (ko) 다중 라디오 채널을 이용한 ｒｆｉｄ 태그 충돌방지 방법및 장치
Chen et al. Token-MAC: A fair MAC protocol for passive RFID systems
EP1901197A2 (en) Reader/writer and data communication method
KR101220025B1 (ko) Ｒｆｉｄ 시스템에서의 태그 충돌방지 방법
CN104392191A (zh) 一种有源rfid低功耗防碰撞方法
KR101001682B1 (ko) 능동형 ｒｆｉｄ 시스템에서 태그 수집을 위한 태그 슬립 방법
KR101234588B1 (ko) 넘버링을 이용한 ｒｆｉｄ 태그 수집 시스템 및 그 방법
Li et al. An anti-collision algorithm for active RFID
CN112528688A (zh) 射频标签控制方法、响应方法及装置、存储介质、阅读器、射频标签
KR101042389B1 (ko) Ｒｆｉｄ 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법
US20110148599A1 (en) Rfid reader, rfid tag, and method of recognizing plurality of rfid tags
KR100858053B1 (ko) 수동형 ｒｆｉｄ 리더기 및 이의 동작 제어 방법
KR100888998B1 (ko) 프레임 슬롯 알로하 기반의 ｒｆｉｄ 시스템에서브로드캐스트 슬립 명령어를 이용한 효율적인 태그 수집방법
KR101042388B1 (ko) 다중 능동형 ｒｆｉｄ 태그의 인식 방법
JP4451334B2 (ja) データ通信方法およびリーダライタ
KR101500188B1 (ko) Rfid 시스템에서 태그 충돌 감지 방법 및 장치
Lim Brief paper: simplified tag identification algorithm by modifying tag collection command in active RFID system
KR101224182B1 (ko) 고속 능동형 알에프아이디 시스템에서의 동적채널 관리 및 시간동기화

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200217

Year of fee payment: 5