KR102008265B1 - Rfid 시스템의 판독기, 리더 태그, 멤버 태그 및 그 동작 방법 - Google Patents

Rfid 시스템의 판독기, 리더 태그, 멤버 태그 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 판독기의 동작 방법이 제공된다. 방법은, 리더 태그와 리더 태그에 대응하는 멤버 태그의 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정한, 상기 리더 태그와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하는 단계를 포함한다. 따라서, 판독기가 그룹의 리더 태그와 선택적으로 통신하도록 함으로써 처리 시간 및 태그-판독기 통신을 위한 프레임 사이즈를 감소시킬 수 있다.

Description

RFID 시스템의 판독기, 리더 태그, 멤버 태그 및 그 동작 방법{READER, LEADER TAG, MEMBER TAG OF RFID SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 RFID (Radio Frequency Identification) 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 RFID 시스템의 판독기 및 태그와 그 동작 방법에 관한 것이다.
RFID (Radio Frequency Identification) 시스템은 자동 인식 (Auto Identification)의 한 분야로 판독기가 사물에 부착된 태그 (tag) 에 저장된 정보를 무선으로 인식하기 위한 기술이다. RFID 태그는 매우 작은 크기로 다양한 물품에 부착, 삽입이 용이하며 수동 (passive) 태그의 경우 전원이 필요하지 않아 반 영구적으로 사용 가능하다. 이러한 특성은, 대규모 단말이 모든 사물에 적용되어 통신을 수행하는 사물인터넷 환경에 활용되기에 적합하다. 기존의 RFID　태그는 내장된 고유 식별 정보만을 전송하기 때문에 활용성 측면에서 제한이 존재한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 최근에는 저전력 프로세서를 활용하여 판독기에서 전력을 수신한 뒤 감지 동작을 수행하고 감지 결과를 전송하는 CRFID (Computational RFID) 태그가 주목받고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1695965호 ("RFID 리더 및 이에 대한 RFID 태그 식별방법", 국민대학교 산학협력단)
RFID 시스템이 많은 수의 태그들을 포함하는 경우, 이러한 많은 수의 태그들은 판독기에 응답하게 되고, 판독기는 수집된 태그의 데이터를 처리하는데 많은 시간을 소비하게 된다. 기존의 RFID 시스템은 태그들이 판독기에 경쟁을 통해 데이터를 전송하는 태그-판독기 통신만을 고려하였다. 그러므로 판독기는 태그의 정보를 수집한 뒤 문제가 발생한 지역, 패턴, 응급도 등을 판단해야 하기 때문에 고밀도의 태그가 존재하는 환경에서 판독기의 처리시간과 전체 네트워크의 혼잡도가 증가하는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복수의 태그들을 그룹화하여 태그 간 통신을 수행하도록 하고, 판독기가 그룹의 리더 태그와 통신하도록 함으로써 처리 시간 및 태그-판독기 통신을 위한 프레임 사이즈를 감소시킬 수 있는 RFID 시스템의 판독기, 리더 태그 및 멤버 태그를 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 복수의 태그들을 그룹화하여 태그 간 통신을 수행하도록 하고, 판독기가 그룹의 리더 태그와 통신하도록 함으로써 처리 시간 및 태그-판독기 통신을 위한 프레임 사이즈를 감소시킬 수 있는 RFID 시스템의 판독기, 리더 태그 및 멤버 태그 각각의 동작 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 판독기의 동작 방법은, 리더 태그와 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그의 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정한, 상기 리더 태그와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 T2R 통신을 수행하는 단계 이전에, 상기 T2T 통신을 지시하는 T2T 쿼리를 브로드캐스트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 T2R 통신을 수행하는 단계는, T2R 통신을 지시하는 T2R 쿼리를 브로드캐스트하는 단계; 및 상기 리더 태그로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 T2R 통신을 수행하는 단계는, 상기 T2R 쿼리를 브로드캐스트하는 단계 이전에, 상기 RFID 시스템에 포함된 리더 태그의 수 및 리더 태그의 응답 확률을 기반으로 상기 T2R 통신을 위한 프레임 크기를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 TR2 쿼리는 상기 프레임 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고, 상기 리더 태그로부터 데이터를 수신하는 단계는 상기 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그는 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그 중 적어도 하나에 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그는 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그에 각각 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 리더 태그의 동작 방법은, 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하는 단계; 상기 T2T 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정하는 단계; 및 상기 판독기로 응답한다는 결정에 따라, 상기 판독기와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 T2T 통신을 수행하는 단계는, 상기 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 개시될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 T2R 통신을 수행하는 단계는, 상기 판독기로부터의 T2R 쿼리에 응답하여 개시될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 판독기로 응답하지 않는다는 결정에 따라, 상기 판독기로부터의 T2R 쿼리에 응답하여 상기 리더 태그를 슬립 (Sleep) 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 T2R 쿼리는 상기 T2R 통신을 위한 프레임 크기에 대한 정보를 포함하고, 상기 프레임 크기는 상기 RFID 시스템에 포함된 리더 태그의 수 및 리더 태그의 응답 확률을 기반으로 결정될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고, 상기 T2R 통신을 수행하는 단계는 상기 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 판독기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 판독기로의 응답 여부를 결정하는 단계는, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그 중 적어도 하나에 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 판독기로의 응답 여부를 결정하는 단계는, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그에 각각 포함된 센서의 감지 결과가 모두 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 멤버 태그의 동작 방법은, 상기 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 상기 멤버 태그에 대응하는 리더 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고, 상기 T2T 통신을 수행하는 단계는, 상기 멤버 테그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 리더 태그로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 판독기로부터 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 지시하는 T2R 쿼리를 수신하는 것에 응답하여 상기 멤버 태그를 슬립 (Sleep) 모드로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 판독기는, 적어도 하나의 리더 태그와 통신하기 위한 RF 송수신부; 및 상기 RF 송수신부를 제어하기 위한 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 RF 송수신부가, 상기 리더 태그와 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그의 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정한, 상기 리더 태그와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 RF 송수신부가 상기 T2R 통신을 통해 상기 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 리더 태그는, 적어도 하나의 멤버 태그 및 판독기와 통신하기 위한 RF 송수신부; 및 상기 RF 송수신부를 제어하기 위한 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 RF 송수신부가 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하도록 제어하고, 상기 T2T 통신 결과를 기반으로 상기 판독기로의 응답 여부를 결정하고, 상기 판독기로 응답한다는 결정에 따라, 상기 RF 송수신부가 상기 판독기와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 RF 송수신부가 상기 멤버 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하고, 상기 멤버 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보 및 상기 리더 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 판독기로 전송하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 멤버 태그는, 적어도 하나의 리더 태그와 통신하기 위한 RF 송수신부; 및 상기 RF 송수신부를 제어하기 위한 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 상기 RF 송수신부가 상기 멤버 태그에 대응하는 리더 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 RF 송수신부가 상기 멤버 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 리더 태그로 전송하도록 제어할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 판독기, 리더 태그 및 멤버 태그, 그리고 각각의 동작 방법에 따르면, 복수의 태그들을 그룹화하여 태그 간 통신을 수행하도록 하고, 판독기가 그룹의 리더 태그와 선택적으로 통신하도록 함으로써 처리 시간 및 태그-판독기 통신을 위한 프레임 사이즈를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 CRFID 를 사용하는 경우, 인접한 그룹 태그의 상호 이상을 감지하고 주변 상황 변화에 따라 리더 태그가 판독기에 선택적으로 응답하여, 네트워크 혼잡도를 감소시키고 판독기가 수집한 데이터를 처리하는데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 CRFID 태그 간 직접 통신을 통해 태그 간 협력 정보처리를 수행하는 자체적인 소규모 네트워크로 활용 가능하다. 소규모 네트워크의 장점으로는 경쟁하는 태그수의 감소로 인해 전체 네트워크 환경의 처리율이 높아진다.
도 1 은 센싱 및 처리 능력을 가지는 CRFID의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2 는 태그 간 통신의 예시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 프로토콜의 프레임 워크를 나타낸다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 예시도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 판독기의 동작 방법의 흐름도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법의 흐름도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법의 흐름도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 판독기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 리더 태그의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 멤버 태그의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12 는 본 발명의 CRFID 판독기의 유효 이벤트 수집률의 성능평가를 위해 사용한 환경변수들을 나타낸 표이다.
도 13 은 본 발명의 CRFID 유효 이벤트 수집률과 기존 FSA 유효 이벤트 수집률의 성능 차이를 확인하기 위해 프레임 크기를 증가 시키며 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.
CRFID 시스템
도 1 은 센싱 및 처리 능력을 가지는 CRFID (Computational RFID) 의 구조를 설명하기 위한 개념도이다. 최근에는 저전력 프로세서를 활용하여 판독기에서 전력을 수신한 뒤 감지 동작을 수행하고 감지 결과를 전송하는 CRFID 태그가 주목받고 있다. 예를 들어, 도 1 에 도시된 바와 같이, CRFID 태그는 센서부 (11) 및 RFID부 (13) 를 포함할 수 있다.
도 1 을 참조하면, 센서부 (11) 는 밝기, 온도, 시간, 중력, 압력 등에 대한 센싱 기능, 모니터링 기능 및 미터링 (metering) 기능을 수행할 수 있다. 다만, RFID는 실제 접촉 없이 단순 정보만을 송수신하기 때문에, 센싱되는 데이터 및 이를 기반으로 생성된 패킷은 아주 복잡한 정보는 포함시킬 수 없다. 따라서, 간단한 센서 기능을 수행하는 구성 요소를 포함한다.
RFID부 (13) 는 백스캐터링 (Backscattering) 을 통해 판독기 (30) 와 정보를 송수신할 수 있다. RFID부 (13) 는 태그의 식별 정보, 태그의 동작 관련 정보, 센싱 정보를 RFID를 이용하여 판독기 (30) 로 전송할 수 있다.
이러한 센서부 (11) 와 RFID부 (13) 는 하나의 프로세서 또는 서로 다른 프로세서로써 구현될 수 있고, 센서부 (11) 에서 센싱한 데이터는 RFID부 (13) 를 통해 송수신될 수 있도록 패킷화될 수 있다.
CRFID 태그는 이러한 연산 능력을 바탕으로 기존 RFID가 활용될 수 있는 분야에서 확장성 및 서비스 관리 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 예를 들어, CRFID 태그를 이용하여 물류 유통 과정에서 생산 자동화 및 상품 이력 관리의 효율을 향상시킬 수 있으며 고장감지, 안전관리 등 서비스 관리를 빠르게 효율적으로 할 수 있다.
한편, 도 2 는 태그 간 통신의 예시도이다. 도 2 에 도시한 바와 같이, CRFID 태그 (10) 는 판독기 (30) 로부터의 신호를 활용하여 인접한 다른 태그 (20) 와 통신을 수행하는 태그 간 통신 (Tag-to-Tag, T2T) 을 통해 CRFID 태그 간 협력 정보 처리를 수행하는 자체적인 소규모 네트워크로 활용 가능하다. 즉, 인접한 태그 간에 상호이상을 감지하고 주변 상황 변화에 따라 판독기에 선택적으로 응답하여, 네트워크 혼잡도를 감소시키고 판독기가 수집한 데이터를 처리하는데 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 프로토콜의 프레임 워크를 나타낸다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템은 CRFID 의 태그 간 통신을 활용하여, 기존의 FSA (Frame Slotted ALOHA) 로 태그 정보를 수집하는 기술보다 처리 시간 및 프레임 사이즈를 감소시킬 수 있는 CRFID 태그-태그 통신 후 선택적으로 정보를 판독기에 응답하는 방법을 제공한다.
이하, 도 3 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템은 다수의 태그가 있는 환경에서 인접한 복수의 태그, 예를 들어 리더 태그 (10) 와 멤버 태그 (20, 20-1) 가 그룹으로 지정되며, 태그 간 정보 교환을 통해 판독기 (30) 에게 선택적으로 응답하는 방법을 제공할 수 있다. 각 그룹은 연산 처리와 판독기 (30) 에 선택적 응답을 수행하는 리더 태그 (10) 와 리더 태그 (10) 에게 정보를 보내는 인접한 멤버 태그 (20, 20-1) 로 구성될 수 있다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 프로토콜은 그룹 내에서 태그 간 통신을 수행하는 T2T 통신 단계 (단계 310) 와, 이후 태그 간 정보 교환 결과에 따라 선택적으로 태그들이 판독기로 응답하는 T2R (Tag-to-Reader) 통신 단계 (단계 320) 로 나누어 동작할 수 있다.
T2T 통신 구간 (단계 310) 은 각 그룹의 리더/멤버 태그 간 정보 교환을 위해 판독기 (30) 가 T2T 구간의 시작을 알리기 위한 T2T 쿼리를 브로드캐스트하는 단계, T2T 쿼리를 수신한 태그들이 센싱을 수행한 뒤 그룹의 멤버 태그 (20, 20-1) 들이 그룹과정에서 사전에 결정된 순서로 순차적으로 센서 값을 그룹의 리더 태그 (10) 에게 전송하는 T2T 통신 단계 및 그룹의 멤버태그 (20, 20-1) 들의 정보를 전송받은 리더 태그 (10) 가 연산 처리를 통해 판독기 (30) 에 대한 응답 여부를 결정하는 선택적 응답 여부 결정 단계를 포함할 수 있다. 이때, 그룹과정은 사용자가 설치하여 지정할 수 있으며, 태그들 간 상호통신으로 결정될 수 있다.
리더 태그 (10) 의 연산 처리는 그룹 내의 모든 태그에서 이벤트가 발생할 경우 응답하는 AND 연산, 그룹 내의 적어도 하나의 태그에서 이벤트가 발생하면 응답하는 OR 연산 등 다양한 환경 변화에 따라 상황에 맞는 데이터 처리 방법이 사용될 수 있다.
T2R 통신 구간 (단계 320) 은 판독기 (30) 가 리더 태그 (10) 들의 선택적 응답량을 고려하여 프레임 길이를 정하는 T2R 프레임 크기 결정 단계, 판독기 (30) 가 T2R 구간의 시작을 알리기 위한 T2R 쿼리를 브로드캐스트하는 단계 및 응답 대기 중인 리더 태그 (10) 들이 슬롯 경쟁을 통해 판독기 (30) 로 센싱 결과를 전송하는 T2R 통신 단계를 포함할 수 있다.
T2R 통신 구간 이후 처리 (processing) 단계에서는 리더 태그 (10) 가 판독기 (30) 에 응답 성공 후 판독기 (30) 에 연결된 서버에서 태그 그룹의 문제 여부를 처리할 수 있다. 종래의 태그 판독기의 처리 단계와의 차이점으로서, 리더 태그에서 연산 처리로 데이터를 미리 처리하였기 때문에 서버에서 그룹 태그들에 대한 정보를 처리하는데 소요되는 시간은 감소될 수 있다. 또한, 기존의 방식에서는 다수의 태그들이 판독기(30) 에 데이터를 전송하여 충돌이 발생하지만, 그룹으로 지정되어 멤버 태그 (20) 들이 가까운 리더 태그 (10) 들에게 순차적으로 먼저 데이터를 전송하고 응답여부를 결정하여 판독기 (30) 로 데이터를 전송하는 리더 태그 (10) 들 간 충돌을 감소 시킬수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다. 이하, 도 4 를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작을 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템은, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그 (10), 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 (20) 및 판독기 (reader) (30) 를 포함한다.
도 3 과 관련하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 방법은 T2T 통신 단계 (단계 310) 및 T2R 통신 단계 (단계 320) 로 구분될 수 있는 바, 먼저 그룹 내에서 태그 간 통신을 수행하는 T2T 통신 구간 (단계 310) 에 대하여 설명한다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 방법의 T2T 통신 구간에서는, 먼저 판독기 (30) 가 T2T 통신을 지시하는 T2T 쿼리를 브로드캐스트할 수 있다 (단계 410). 즉, 판독기 (30) 가 T2T 통신 단계의 시작을 알리는 정보를 포함한 T2T 쿼리를 브로드캐스트하면 (단계 410), 태그들의 그룹에 포함된 리더 태그 (10) 및 멤버 태그 (20) 들은 쿼리를 통해 받은 전력을 이용하여 센싱을 수행하여 데이터를 수집할 수 있다 (단계 420). 상기와 같은 센싱은, 예를 들어 리더 태그 (10) 및 멤버 태그 (20) 에 각각 포함된, 판독기 (30) 로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 이용하여 수행될 수 있다.
이어서, 데이터를 수집한 멤버 태그 (20) 들이 지정된 각 그룹의 리더 태그 (10) 에게 비경쟁 방식으로 데이터를 전송 (단계 430) 할 수 있으며, 그룹의 리더 태그 (10) 는 전송받은 센서 값을 예를 들어 AND 연산처리를 수행 (단계 440) 함으로써 리더 태그 (10) 및 멤버 태그 (20) 모두에 센서 변화가 있을 경우 "1"의 결과 값이, 어느 하나의 센서라도 센서 변화가 없을 경우 "0"의 값이 생성되도록 할 수 있다. 또한, 리더 태그 (10) 및 멤버 태그 (20) 중 하나의 센서 값이 "1"인 경우 AND 연산 처리 결과 값이 "0" 이 되도록 할 수 있다. 다른 예시로서, 리더 태그 (10) 는 OR 연산 처리를 수행하여, 리더 태그 (10) 및 멤버 태그 (20) 중 하나의 센서 값이 "1"인 경우 결과 값이 "1"이 되도록 할 수도 있다. 한편, 선택적 응답 여부 결정 단계 (단계 450) 에서는 "1"의 값을 가진 리더 태그 (10) 들이 응답하기 위해 대기할 수 있다. 한편, 응답 여부가 필요하지 않은 리더 태그 (10) 들에 대해서는 리더 태그 (10) 를 슬립 모드로 전환하도록 (단계 480) 할 수 있다.
이하에서는, 도 4 를 참조하여 도 3 에서 언급한 T2R 통신 구간 (단계 320) 에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. T2R 통신 구간은 T2T 통신 구간 이후 태그 간 정보 교환 결과에 따라 선택적으로 리더 태그들이 판독기로 응답하는 단계일 수 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 방법의 T2R 통신 구간에서는, 먼저 판독기 (30) 가 T2R 통신을 지시하는 T2R 쿼리를 브로드캐스트할 수 있다 (단계 460). 다만, T2R 쿼리의 브로드캐스트 이전에, 판독기 (30) 가 리더 태그 (10) 들의 선택적 응답량을 미리 고려하여 프레임 크기를 결정하는 T2R 프레임 크기 결정 단계를 수행할 수도 있다. 프레임 크기를 결정함에 있어서는, RFID 시스템에 포함된 전체 태그의 수가 아닌 이벤트가 발생한 각 그룹의 리더 태그들만 응답하기 때문에 낭비되는 슬롯의 길이를 줄여야 한다. 따라서, 일 실시예에 따르면, 판독기 (30) 는 RFID 시스템에 포함된 리더 태그의 수 및 리더 태그의 응답 확률을 기반으로 T2R 통신을 위한 프레임 크기를 결정할 수 있다.
이벤트가 발생할 그룹의 확률은 예를 들어 아래의 수학식 1과 같이 계산될 수 있다. 수학식 1 은 전체 태그 수가 N 개 존재하며, 두 개의 태그가 하나의 그룹으로 지정되기 때문에 지정된 태그 수 (2) 만큼 줄어 1/2로 나누어 준다. 리더 태그 (10 및 멤버 태그 (20) 가 하나의 그룹이기 때문에 i 번째 태그의 이벤트가 발생할 확률은 p2i-1 이고 인접한 태그의 이벤트 발생할 확률은 p2i 이다. 즉, nc는 이벤트가 발생한 태그 그룹의 평균 개수 확률이다.
Figure 112017081143919-pat00001
수학식 1을 이용하여 T2R의 프레임 길이를 설정할 수 있다. 기존의 태그 슬롯성공 확률에 수학식 1을 대입 후 태그 간 통신 시간(Tt2t)과 한 슬롯시간(Tslot)에 프레임길이(L)를 곱하여 할당된 프레임 길이 시간 및 서버에서 데이터를 처리하는 시간(Tproc)을 합하여 전체 시간을 구할 수 있다. 전체 시간을 태그 그룹의 평균 개수 확률의 성공 응답 성공 확률에서 나누어 전체 시간 동안 이벤트가 발생하여 판독기에 응답 성공한 유효 이벤트의 수집률은 하기의 수학식 2와 같다.
Figure 112017081143919-pat00002
여기서, Tt2t 는 태그 간 통신하는 시간, Tslot 에 프레임 길이를 곱하여 할당된 프레임 길이의 시간이고 Tproc 는 리더 태그에서 보낸 데이터를 판독기에 연결된 서버가 처리하는 시간이다. 판독기가 T2R 시작을 알리기 위한 T2R 쿼리를 브로드캐스트하는 단계 (단계 460) 에서 판독기는 T2R 쿼리에 상기 결정한 프레임 크기에 대한 정보를 포함하여 브로트캐스트할 수 있다.
한편, 쿼리를 수신받은 응답 대기 중인 리더 태그 (10) 들은 리더 태그 (10) 들 간의 경쟁을 통해 판독기 (30) 에 응답할 수 있다 (단계 470).
T2T 구간 (단계 310) 에서 태그들 간의 정보 교환 및 연산 처리를 수행하였기 때문에 T2R 구간 (단계 320) 에서 리더 태그 (10) 들의 데이터를 수신받은 판독기 (30) 는 리더 태그 (10) 와 멤버 태그 (20) 의 그룹에서 센서 변화가 발생한 것만 처리하면 되게 때문에 처리 시간이 감소한다. 이러한 장점은 판독기 (30) 가 문제가 발생한 각 그룹의 태그 정보를 빠르게 인지하도록 하는 유리한 효과를 가진다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 방법에 있어, 각 그룹 태그에서 이벤트 발생 시 미리 지정된 리더 태그가 태그 간 통신 후 선택적으로 판독기에 응답하는 통신 프로토콜을 이용할 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 동작 예시도이다. 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템에서 예를 들어 1개의 판독기 (30) 와 6개의 태그 (10, 20, 10-1, 20-1, 10-2, 20-2) 로 이루어진 네트워크에서의 동작 예시를 나타낸다. 2개의 태그를 그룹으로 지정하여 총 그룹은 3개이다. 판독기 (30) 는 T2T 구간을 알리는 T2T 쿼리를 모든 태그들로 브로드캐스트 한다. 각 그룹의 멤버 태그 (20, 20-1, 20-2) 는 리더 태그 (10, 10-1, 10-2) 에 센서 값을 전송한다. 리더 태그 (10, 10-1, 10-2) 는 각각 전송받은 센서 값을 리더 태그 (10, 10-1, 10-2) 의 센서 값과 AND 연산으로 처리할 수 있다. 그룹 1은 연산 처리 값이 '0' 이기 때문에 그룹 1의 리더 태그 (10) 는 판독기 (30) 로 응답을 하지 않고 '1'의 연산 처리 값을 갖는 그룹 2, 그룹 3의 리더 태그들 (10-1, 10-2) 은 판독기 (30) 로부터 T2R 구간을 알리는 T2R 쿼리를 수신 후 FSA 프로토콜을 이용하여 판독기 (30) 로 데이터를 송신할 수 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 그룹 2, 그룹 3의 데이터의 전송에 있어 충돌이 발생할 수도 있다. 그렇게 되면 다시 T2T 구간을 거친 후 다음 T2R 구간에서 경쟁을 통해 데이터를 응답할 수 있다.
판독기 (30) 는 리더 태그들의 응답 정보를 선택적으로 수신받아 문제 발생을 빠르게 인지할 수 있다. 많은 수의 태그들이 있는 환경에서는 그룹이 지정된 태그가 선택적 응답을 하기 때문에 네트워크 처리면에서 빠르게 처리 할 수 있다.
RFID 시스템의 판독기 및 그 동작 방법
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 판독기의 동작 방법의 흐름도이다. 이하, 도 6 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 판독기의 동작 방법을 설명한다.
앞서 도 3 을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 프로토콜은 그룹 내에서 태그 간 통신을 수행하는 T2T 통신 단계 (단계 310) 와, 이후 태그 간 정보 교환 결과에 따라 선택적으로 태그들이 판독기로 응답하는 T2R (Tag-to-Reader) 통신 단계 (단계 320) 로 나누어 동작할 수 있다.
먼저 T2T 통신 단계 (단계 310) 로서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 판독기의 동작 방법은, T2T 통신을 지시하는 T2T 쿼리를 브로드캐스트할 수 있다 (단계 610).
미리 결정한 T2T 통신을 위한 시간 구간이 경과한 이후 (단계 620), 판독기는 리더 태그와 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그의 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정한, 상기 리더 태그와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행할 수 있다 (단계 320).
보다 구체적으로, 도 6 을 다시 참조하면, T2R 통신을 수행하는 단계 (단계 320) 는, T2R 통신을 지시하는 T2R 쿼리를 브로드캐스트하는 단계 (단계 630) 및 리더 태그로부터 데이터를 수신하는 단계 (단계 640) 를 포함할 수 있다. 데이터 수신 이후, 판독기는 수신된 태그 정보를 처리할 수 있다 (단계 650).
한편, T2R 쿼리를 브로드캐스트 (단계 630) 하기 이전에, RFID 시스템에 포함된 리더 태그의 수 및 리더 태그의 응답 확률을 기반으로 T2R 통신을 위한 프레임 크기를 결정할 수도 있으며, TR2 쿼리는 결정된 프레임 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 리더 태그 및 멤버 태그는 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고, 리더 태그로부터 데이터를 수신하는 단계 (단계 640) 는 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하는 것일 수 있다. 여기서, 리더 태그는 리더 태그 및 멤버 태그 중 적어도 하나에 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 판독기로 응답한다고 결정할 수도 있고, 리더 태그 및 멤버 태그에 각각 포함된 센서의 감지 결과가 모두 보고를 요하는 경우 판독기로 응답한다고 결정할 수도 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 판독기의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 판독기 (30) 는, 적어도 하나의 리더 태그 (10) 와 통신하기 위한 RF 송수신부 (31) 및 상기 RF 송수신부 (31) 를 제어하기 위한 프로세서 (33) 를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서 (33) 는 RF 송수신부 (31) 가, 리더 태그와 리더 태그에 대응하는 멤버 태그의 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정한, 리더 태그 (10) 와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하도록 제어할 수 있다. 리더 태그 및 멤버 태그는 판독기 (30) 로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함할 수 있으며, 프로세서 (33) 는, RF 송수신부 (31) 가 T2R 통신을 통해 상기 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하도록 제어할 수 있다.
RFID 시스템의 리더 태그 및 그 동작 방법
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법의 흐름도이다. 이하, 도 7 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법을 설명한다.
앞서 도 3 을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 프로토콜은 그룹 내에서 태그 간 통신을 수행하는 T2T 통신 단계 (단계 310) 와, 이후 태그 간 정보 교환 결과에 따라 선택적으로 태그들이 판독기로 응답하는 T2R (Tag-to-Reader) 통신 단계 (단계 320) 로 나누어 동작할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법역시, 리더 태그에 대응하는 멤버 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하는 단계, T2T 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정하는 단계 및 판독기로 응답한다는 결정에 따라, 판독기와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7 에 도시된 바와 같이, 먼저 판독기가 T2T 구간의 시작을 알리기 위한 T2T 쿼리를 브로드캐스트 (단계 710) 하면, 리더 태그는 판독기로부터의 T2T 쿼리를 수신하여 T2T 통신을 개시할 수 있다. 여기서, 리더 태그 및 멤버 태그는 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함할 수 있고, 각 센서들은 감지 동작을 수행할 수 있다 (단계 720). 리더 태그는 T2T 통신을 통해 멤버 태그로부터 멤버 태그의 센서의 센서 값을 수신하여 (단계 730), 리더 태그와 멤버 태그의 센서 값을 연산 처리할 수 있다 (단계 740).
이후, 판독기가 T2R 구간의 시작을 알리기 위한 T2R 쿼리를 브로드캐스트 (단계 750) 하면, 리더 태그는 판독기로부터의 T2R 쿼리에 응답하여 T2R 통신을 개시할 수 있다. 앞서 리더 태그 및 멤버 태그의 센서 값의 연산 처리 결과를 기반으로, 리더 태그는 판독기로의 응답 여부를 결정할 수 있다 (단계 760). 여기서, 리더 태그는 리더 태그 및 멤버 태그 중 적어도 하나에 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 판독기로 응답한다고 결정할 수도 있고 (OR 연산), 리더 태그 및 멤버 태그에 각각 포함된 센서의 감지 결과가 모두 보고를 요하는 경우 판독기로 응답한다고 결정할 수도 있다 (AND 연산).
판독기로 응답한다고 결정한 경우, 응답이 필요한 리더 태그들 간의 경쟁을 기반으로 판독기에 유효 이벤트를 전송할 수 있다 (단계 780). 상기 전송은 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 판독기로 전송하는 것일 수 있다. 한편, 판독기로 응답하지 않는다는 결정에 따라, 판독기로부터의 T2R 쿼리에 응답하여 리더 태그를 슬립 (Sleep) 모드로 전환 (단계 770) 할 수 있다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 리더 태그의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 리더 태그 (10) 는, 적어도 하나의 멤버 태그 (20) 및 판독기 (30) 와 통신하기 위한 RF 송수신부 (11) 및 상기 RF 송수신부 (21) 를 제어하기 위한 프로세서 (13) 를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서 (13) 는, RF 송수신부 (11) 가 리더 태그 (10) 에 대응하는 멤버 태그 (20) 와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하도록 제어하고, T2T 통신 결과를 기반으로 판독기 (30) 로의 응답 여부를 결정하고, 판독기 (30) 로 응답한다는 결정에 따라, RF 송수신부 (11) 가 판독기와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.
여기서, 리더 태그 (10) 는 판독기 (30) 로부터 수신된 전력을 이용하는 센서 (10) 를 포함하고, 멤버 태그 (20) 역시 센서를 포함할 수 있으며, 프로세서 (13) 는, RF 송수신부 (11) 가 멤버 태그 (20) 에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하고, 멤버 태그 (20) 에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보 및 리더 태그 (10) 에 포함된 센서 (15) 의 감지 결과에 대한 정보를 판독기 (30) 로 전송하도록 제어할 수 있다.
RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법의 흐름도이다. 이하, 도 8 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법을 설명한다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법은 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 상기 멤버 태그에 대응하는 리더 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 먼저 판독기가 T2T 구간의 시작을 알리기 위한 T2T 쿼리를 브로드캐스트 (단계 810) 하면, 멤버 태그는 상기 T2T 쿼리를 수신하여 T2T 통신을 개시할 수 있다. 리더 태그 및 멤버 태그는 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함할 수 있고, 각 센서들은 감지 동작을 수행할 수 있다 (단계 820). 멤버 태그는 T2T 통신을 통해 멤버 태그의 센서의 센서 값을 리더 태그로 전송할 수 있다 (단계 830).
한편, T2T 통신 구간의 종료 이후 판독기는 T2R 통신 구간의 시작을 알리는 T2R 쿼리를 브로드캐스트 할 수 있으며 (단계 840), 판독기로부터 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 지시하는 T2R 쿼리를 수신하는 것에 응답하여 멤버 태그를 슬립 (Sleep) 모드로 전환할 수도 있다 (단계 850).
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템의 멤버 태그의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 리더 (leader) 태그 (10), 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 멤버 태그 (20) 는, 적어도 하나의 리더 태그 (10) 와 통신하기 위한 RF 송수신부 (21) 및 상기 RF 송수신부 (21) 를 제어하기 위한 프로세서 (23) 를 포함할 수 있다. 프로세서 (23) 는, 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 상기 RF 송수신부 (21) 가 상기 멤버 태그에 대응하는 리더 태그 (10) 와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하도록 제어할 수 있다. 여기서, 멤버 태그 (20) 는 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서 (25) 를 포함할 수 있으며, 프로세서 (23) 는, RF 송수신부 (21) 가 멤버 태그 (20) 에 포함된 센서 (25) 의 감지 결과에 대한 정보를 리더 태그 (10) 로 전송하도록 제어할 수 있다.
실험예
도 12 는 본 발명의 CRFID 판독기의 유효 이벤트 수집률의 성능평가를 위해 사용한 환경변수들을 나타낸 표이고, 도 13 은 본 발명의 CRFID 유효 이벤트 수집률과 기존 FSA 유효 이벤트 수집률의 성능 차이를 확인하기 위해 프레임 크기를 증가 시키며 비교한 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템을 통해 얻을 수 있는 판독기의 유효 이벤트 수집률의 향상 정도를 알아보기 위해 시뮬레이션 성능 평가를 수행하였다. 시뮬레이션에서 사용된 파라미터는 도 12 와 같다.
프레임 크기 및 처리시간에 따라 기존 FSA와 제안 방법의 유효 이벤트 수집률을 비교한 결과를 도 13에 나타내었다. 도 13의 시뮬레이션에서는 태그의 개수를 600 개로 지정하고 프레임의 길이를 변화시키면서 유효 이벤트 수집률을 확인하였다. 시뮬레이션의 결과를 살펴보면 프레임길이가 태그 수보다 작은 경우 일 때 제안방법의 유효 이벤트 수집률이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 제안 방법의 Reporting rate가 최대일 때는 프레임 크기가 약 82 개 일 때 67% 로 이때 기존의 FSA는 20%의 로 나타나 약 47% 이상 향상되었다. 이 결과를 통해 본 발명이 적용되면 프레임 크기가 작은 환경에서 판독기에 유효 이벤트 수집률 성능이 향상되는 것을 확인하였다.
기존의 FSA는 유효 이벤트 발생 유무에 관계없이 모든 태그들이 경쟁을 통해 데이터를 전송하기 때문에 낭비되는 자원이 발생한다. 제안 방법은 유효 이벤트가 발생한 그룹의 리더 태그만 프레임내의 임의의 슬롯을 선택하여 데이터를 전송하기 때문에 낭비되는 자원을 줄여 Reporting rate 성능을 향상시킬 수 있다. 제안 방법은 프레임의 크기가 약 82 근처에서 가장 높은 성능을 나타내는 것을 확인하였다.
상술한 본 발명에 따른 RFID 시스템의 동작 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 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.
구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.
지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가되어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.
전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (24)

  1. 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 판독기의 동작 방법으로서,
    리더 태그가 상기 리더 태그와 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그 사이의 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정하는 것에 따라, 상기 판독기가 상기 리더 태그와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하는 단계를 포함하는, RFID 시스템의 판독기의 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 T2R 통신을 수행하는 단계 이전에, 상기 T2T 통신을 지시하는 T2T 쿼리를 브로드캐스트하는 단계를 더 포함하는, RFID 시스템의 판독기의 동작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 T2R 통신을 수행하는 단계는,
    T2R 통신을 지시하는 T2R 쿼리를 브로드캐스트하는 단계; 및
    상기 리더 태그로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, RFID 시스템의 판독기의 동작 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 T2R 통신을 수행하는 단계는,
    상기 T2R 쿼리를 브로드캐스트하는 단계 이전에, 상기 RFID 시스템에 포함된 리더 태그의 수 및 리더 태그의 응답 확률을 기반으로 상기 T2R 통신을 위한 프레임 크기를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 T2R 쿼리는 상기 프레임 크기에 대한 정보를 포함하는, RFID 시스템의 판독기의 동작 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고,
    상기 리더 태그로부터 데이터를 수신하는 단계는 상기 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하는, RFID 시스템의 판독기의 동작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 리더 태그는 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그 중 적어도 하나에 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정하는, RFID 시스템의 판독기의 동작 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 리더 태그는 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그에 각각 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정하는, RFID 시스템의 판독기의 동작 방법.
  8. 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 리더 태그의 동작 방법으로서,
    상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하는 단계;
    상기 T2T 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 판독기로 응답한다는 결정에 따라, 상기 판독기와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하는 단계를 포함하는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 T2T 통신을 수행하는 단계는, 상기 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 개시되는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 T2R 통신을 수행하는 단계는, 상기 판독기로부터의 T2R 쿼리에 응답하여 개시되는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 판독기로 응답하지 않는다는 결정에 따라, 상기 판독기로부터의 T2R 쿼리에 응답하여 상기 리더 태그를 슬립 (Sleep) 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 T2R 쿼리는 상기 T2R 통신을 위한 프레임 크기에 대한 정보를 포함하고,
    상기 프레임 크기는 상기 RFID 시스템에 포함된 리더 태그의 수 및 리더 태그의 응답 확률을 기반으로 결정되는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고,
    상기 T2R 통신을 수행하는 단계는 상기 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 판독기로 전송하는 단계를 포함하는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 판독기로의 응답 여부를 결정하는 단계는, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그 중 적어도 하나에 포함된 센서의 감지 결과가 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정하는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 판독기로의 응답 여부를 결정하는 단계는, 상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그에 각각 포함된 센서의 감지 결과가 모두 보고를 요하는 경우 상기 판독기로 응답한다고 결정하는, RFID 시스템의 리더 태그의 동작 방법.
  16. 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 멤버 태그의 동작 방법으로서,
    상기 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 상기 멤버 태그에 대응하는 리더 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하는 단계를 포함하는, RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고,
    상기 T2T 통신을 수행하는 단계는, 상기 멤버 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 리더 태그로 전송하는 단계를 포함하는, RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 판독기로부터 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 지시하는 T2R 쿼리를 수신하는 것에 응답하여 상기 멤버 태그를 슬립 (Sleep) 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는, RFID 시스템의 멤버 태그의 동작 방법.
  19. 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 판독기로서,
    적어도 하나의 리더 태그와 통신하기 위한 RF 송수신부; 및
    상기 RF 송수신부를 제어하기 위한 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는, 리더 태그가 상기 리더 태그와 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그 사이의 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신 결과를 기반으로 판독기로의 응답 여부를 결정하는 것에 따라, 상기 RF 송수신부가 상기 리더 태그와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하도록 제어하는, RFID 시스템의 판독기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 RF 송수신부가 상기 T2R 통신을 통해 상기 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하도록 제어하는, RFID 시스템의 판독기.
  21. 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 리더 태그로서,
    적어도 하나의 멤버 태그 및 판독기와 통신하기 위한 RF 송수신부; 및
    상기 RF 송수신부를 제어하기 위한 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 RF 송수신부가 상기 리더 태그에 대응하는 멤버 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하도록 제어하고,
    상기 T2T 통신 결과를 기반으로 상기 판독기로의 응답 여부를 결정하고,
    상기 판독기로 응답한다는 결정에 따라, 상기 RF 송수신부가 상기 판독기와의 사이에서 태그-판독기 (Tag-to-Reader, T2R) 통신을 수행하도록 제어하는, RFID 시스템의 리더 태그.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 RF 송수신부가 상기 멤버 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 수신하고, 상기 멤버 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보 및 상기 리더 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 판독기로 전송하도록 제어하는, RFID 시스템의 리더 태그.
  23. 적어도 하나의 리더 (leader) 태그, 적어도 하나의 멤버 (member) 태그 및 판독기 (reader) 를 포함하는 RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템의 멤버 태그로서,
    적어도 하나의 리더 태그와 통신하기 위한 RF 송수신부; 및
    상기 RF 송수신부를 제어하기 위한 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는, 상기 판독기로부터의 T2T 쿼리에 응답하여 상기 RF 송수신부가 상기 멤버 태그에 대응하는 리더 태그와의 사이에서 태그 간 (Tag-to-Tag, T2T) 통신을 수행하도록 제어하는, RFID 시스템의 멤버 태그.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 리더 태그 및 상기 멤버 태그는 상기 판독기로부터 수신된 전력을 이용하는 센서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 RF 송수신부가 상기 멤버 태그에 포함된 센서의 감지 결과에 대한 정보를 상기 리더 태그로 전송하도록 제어하는, RFID 시스템의 멤버 태그.


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