KR102140614B1 - 알에프아이디 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RFID(Radio Frequency Identification)시스템에 관한 것으로 상세하게, 태그 및 이를 갖는 RFID시스템에 관한 것이다.
본 발명은 RFID리더부루터 방사되는 전자파를 수신하고, 상기 수신되는 전자파에 대응하는 응답신호를 RFID리더로 송출하는 태그 안테나; 상기 태그 안테나와 전기적으로 연결되고, 상기 RFID리더 또는 소정 범위에 인접한 적어도 하나의 RFID태그로부터 수신되는 신호를 수신하고, 상기 RFID리더로부터 수신된 신호에 응답하는 응답신호 및 인접한 RFID태그로부터 수신된 신호를 상기 RFID리더에 출력하는 RFID태그 구동부;를 포함한다.

Description

알에프아이디 시스템{Radio Frequency Identification System}
본 발명은 RFID(Radio Frequency Identification)시스템에 관한 것으로 상세하게, 태그 및 이를 갖는 RFID시스템에 관한 것이다.
RFID는 무선 주파수를 이용한 자동 인식 기술로서 바코드와 마그네틱 카드를 대체할 비접촉식 IC카드(Contactless integrated circuit Card)의 대표격이라 할 수 있는 기술이다.
이러한 RFID시스템은 RFID리더기(Reader)호스트 컴퓨터(Host Computer) 및 트랜스폰더(Transponder) 즉, RFID태그를 구비한다.
RFID리더기는 RFID태그에 전파를 송출하고, RFID태그는 전파를 수신하여 이에 대응하는 데이터를 RFID리더기로 전송한다.
RFID태그는 리더기로부터 전파를 송수신하는 안테나 및 각 RFID태그를 식별하기 위한 식별정보와 같은 데이터를 내장하는 구동칩을 구비한다.
RFID태그는 RFID리더기로부터 전파를 수신하면, 이에 대응하여 식별정보를 포함하는 데이터를 전송한다.
RFID태그는 리더기로부터 전파를 송수신하는 안테나 및 각 RFID태그를 식별하기 위한 식별 정보와 같은 데이터를 내장하는 구동칩을 구비한다. RFID태그는 RFID리더기로부터 전파를 수신하면 이에 대응하여 식별정보를 포함하는 데이터를 전송한다.
RFID태그는 동작 방식에 따라 능동식 및 수동식으로 분류된다. 능동식 RFID태그는 RFID태그를 구동하는 전력을 제공하는 전원이 내장된다. 반면 수동식 RFID태그는 RFID태그를 구동하기 위한 전원을 구비하지 않고, RFID리더기로부터 전파와 함께 RFID태그를 구동하기 위한 전력을 수신한다.
수동식 RFID태그는 입력 전력이 수신되면 반송파를 생성하여 반송 전력을 RFID리더기로 송출한다. 리더로부터 전자파를 수신하는 태그는 신호를 정류하고 정류된 DC전압을 태그 내부의 칩이 동작하는데 사용된다. 리더로부터 커맨드가 수신되면 태그는 상기 신호에 응답할 경우 태그의 안테나 임피던스의 변화를 통하여 리더가 전자파를 송신하는 동안에 응답신호를 보낸다. 여기서 RFID태그는 반송파에 식별정보를 포함하는 송정의 데이터를 실어서 전기 신호로 변환하는 변조 과정을 통해 RFID리더기로 전력을 전송한다.
또 다른 형태의 태그는 하나의 태그 내부에 두 개의 안테나 캐패시터가 있어, 서로 다른 주파수 공진이 나타난다. 따라서 태그를 물체에 부착하였을 경우 한 개의 안테나 캐패시터가 있는 것보다 부착 물체에 대한 인식 성능을 우수하도록 구성한다.
상기한 바와 같이 종래의 수동형 RFID의 경우 리더기에서 태그를 인식하기 위한 전자파를 방사하였을 경우 인식거리가 10%이내의 범위를 가진다. 또한 수동식 태그의 경우 능동형 태그에 비해 통신거리가 짧게 나타난다. 또한 리더와 태그 사이에 전파의 진행을 방해하는 유전체나 금속체가 있을 경우 통신의 방해 요인으로 작용할 수 있다.
본 발명은 RFID시스템에서 RFID리더로부터 방사되는 전자파를 RFID태그가 안정적으로 수신하고, 거리에 제한을 가지지 않는 RFID시스템을 제공한다.
본 발명은 RFID리더부로부터 방사되는 전자파를 수신하고, 상기 수신되는 전자파에 대응하는 응답신호를 RFID리더로 송출하는 태그 안테나; 상기 태그 안테나와 전기적으로 연결되고, 상기 RFID리더 또는 소정 범위에 인접한 적어도 하나의 RFID태그로부터 수신되는 신호를 수신하고, 상기 RFID리더로부터 수신된 신호에 응답하는 응답신호 및 인접한 RFID태그로부터 수신된 신호를 상기 RFID리더에 출력하는 RFID태그 구동부;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그는 멀티의 RFDI태그를 구성함으로써 RFID리더로부터 방사되는 전자파를 수신하는 RFID태그의 통신 범위가 제한되지 않으며 RFID태그의 인식 능력을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 RFID시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예가 적용되는 RFID시스템에 포함되는 RFID태그의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RFID시스템에 포함되는 RFID태그의 동작 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 RFID시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예가 적용되는 RFID시스템(10)은 RFID리더기(100) 및 복수의 태그(200A 내지 200D)를 포함하여 구성될 수 있다.
RFID리더기(100)는 전파를 송출하는 안테나(110)를 구비하고, 무선 주파수를 이용하여 RFID태그(200)와 데이터를 송수신한다.
RFID태그(200)는 각 RFID태그들을 식별하기 위해 각 RFID태그별로 부여된 식별자(ID: Identifier)를 포함하는 소정의 데이터를 저장한다. RFID태그(200)는 RFID리더기(100)의 인식범위(Read Range) 즉, 자기장(Magnetic Field) 또는 전자장(electrical field)내에 위치하면 RFID리더기(100)로부터 송출된 전파를 수신한다. 이때 RFID리더기(100)로부터 출력되는 전파를 RFID태그(100)를 구동하기 위한 입력 전력을 포함한다.
RFID태그(200)는 RFID리더기(100)로부터 입력 전력을 수신하면 ID를 포함하는 데이터를 RFID리더기(100)로 송출한다. 즉, RFID태그(200)는 입력 전력에 대응하여 데이터를 포함하는 반사 전력을 RFID리더기(100)로 송출한다.
구체적으로 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그(200)는 각각이 RFID리더(100)와 통신을 수행할 수 있으며 RFID태그간(200A 내지 200D)간의 통신을 수행할 수 있다. 즉, RFID리더기(100)에서 송출되는 전자파를 수신 가능한 범위에 존재하는 RFID태그(본 발명의 실시 예에서는 200A, 200B를 예를 들어 설명함)는 RFID리더(100)에서 송출되는 전자파를 수신하지 못하는 범위에 존재하는 RFID태그, 즉, 도 1에서 통신을 방해하는 오브젝트(B)근처에 존재하는 RFID태그(본 발명의 실시 예에서는 200C, 200D로 예를 들어 설명함)와 통신을 수행할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 RFID시스템(10)에 포함되는 RFID태그(200)의 구성을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예가 적용되는 RFID시스템에 포함되는 RFID태그의 블록 구성도이다.
본 발명의 실시 예가 적용되는 RFID시스템(10)을 구성하는 RFID태그는 그 개수 또는 이격 거리가 한정되지 않으며 동일한 구성을 포함하는 RFID태그일 수 있다. 이하 도 2에서는 도 1의 복수의 태그들 각각에 동일하게 구성되는 RFID태그 구성에 대해 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID시스템(10)을 구성하는 RFID태그(200)는 태그 안테나(210)와 RFID태그 구동부(220)로 구성될 수 있다.
RFID태그 구동부(220)는 정류부(221), 평활부(222), 제어부(223), 저장부(224), 제1캐패시터(225) 및 제2캐패시터(226)를 포함하여 구성될 수 있다.
정류부(221)는 입력 전력을 교류 전원에서 직류 전원으로 변환하여 출력한다.
평활부(222)는 정류뷰(221)와 병렬 연결되고, 정류부(221)로부터 출력된 전원의 교류 성분을 직류로 변환하여 입력 전압을 출력한다. 여기서 입력 전압은 제어부(223)와 저장부(224)등 내부 소자를 구동하는데 사용된다.
제어부(223)는 평활부(222)로부터 입력 전압을 수신하고, 저장부(224)에 저장된 데이터 및 입력 전력을 이용하여 반사전력을 생성한다. 여기서 저장부(224)는 RFID태그(200)를 식별하기 위한 식별자(ID) 및 그 외의 데이터를 저장한다.
제어부(223)는 입력 전력에 대응하여 저장부(224)로부터 식별자를 검출하고, 검출된 식별자를 포함하는 신호파를 생성한다.
제어부(223)는 입력 전력에 대응하여 반송파를 신호파에 따라 변조하여 출력한다. 제어부(223)는 반송파의 진폭이 신호파의 진폭에 대응하여 변하도록 전압을 조절하여 변조하며, 이러한 변조 방식을 진폭 변조 방식이라 한다. 여기서 제어부(223)는 반송파의 진폭을 태그 구동부(220)의 출력 전압 즉, 반사 전력의 전압 크기를 조절하여 변경하고, 신호파의 진폭은 신호파에 대응되는 디지털 신호에 따라 달라진다.
변조된 반송파는 반사전력에 포함되어 태그 안테나(210)를 통해 RFID리더기(100)에 제공된다. RFID리더기(100)는 반송파를 기초하여 RFID태그(200)의 ID를 판독한다.
제1캐패시터(225)는 태그 안테나(210)와 병렬 연결된다. 제1커패시터(225)는 출력 전압 값에 대응하여 캐패시턴스값을 조절하고, 태그 구동부(220)의 임피던스를 조절한다. 즉, 태그 구동부(220)의 임피던스는 태그 구동부(220)의 캐패시턴스값, 태그 구동부(220)의 전류 크기 및 출력 전압의 크기에 의해 조절된다.
특히 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그(200)는 제2캐패시터(226)를 포함할 수 있다.
제2캐패시터(226)는 RFID리더(100)로부터 전자파가 방사되는 동안 상기 방사되는 전자파를 정류하여 DC전압으로 저장할 수 있다.
상기와 같이 제2캐패시터(226)에 저장되는 전압은 RFID태그간(200A 내지 200D)의 통신을 수행하기 위한 전원으로 사용될 수 있다. 즉, 상기 제1캐패시터(225)에 저장되는 전원은 RFDI리더(100)와의 통신을 수행하기 위한 전원으로 사용되고, 제2캐패시터(226)에 저장되는 전원은 RFID태그간의 통신을 수행하기 위한 전원으로 사용될 수 있다.
이하 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그의 동작에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RFID시스템에 포함되는 RFID태그의 동작 흐름도이다.
본 발명의 실시 예에서는 RFID시스템을 구성하는 다수의 RFID태그들 중 제2태그(220B)를 예를 들어 그 동작을 설명한다. 상기 제2태그(220B)는 도 1에 도시된 바와 같이 제3 내지 제4 태그(200C, 200D)와 같이 RFID리더(100)로부터 직접 통신이 불가한 위치에 존재하는 태그 및 RFID리더(100)와 통신이 모두 가능한 경우의 RFID로 예를 든 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그(200B)는 RFID리더(100)로부터 방사는 전자파를 수신하기 위한 통신 대기 모드를 수행할 수 있다.(S302)
RFID태그(200B) 제어부(223)는 통신 대기 모드 수행 중 RFID리더(100)로부터 방사되는 태그 감지 신호를 수신하였는지 판단할 수 있다.(S304)
제어부(223)는 RFID리더(100)로부터 방사되는 신호를 감지하면, RFID리더(100)로부터 수신되는 신호를 정류하여 제2캐패시터(256)를 충전할 수 있다.(S306)
제어부(223)는 소정 범위에 존재하는 인접 태그(본 발명의 실시 예에서는 제3 또는 제4RFID태그(200C, 200D))의 존재 여부를 판단한다.(S308) 상기 태그들 간에는 상호 위치정보 신호를 공유할 수 있다. 따라서, 상기 RFDI태그(200B)는 인접한 태그의 존재 여부를 상기 위치 정보 신호 또는 그 외의 감지 신호를 통하여 감지할 수 있다.
제어부(223)는 소정 범위이내에 인접한 태그가 존재하면 인접 태그의 정보를 수집할 수 있다(S310) 상기 수집되는 인접 태그의 정보는 태그의 위치 정보를 포함하는 인접한 RFDI태그(200B)로부터 수신되는 감지 신호에 대한 응답신호일 수 있다.
제어부(223)는 상기 수집된 인접한 RFDI태그(200C 또는 200D)의 태그 정보와 자신의 태그 정보를 포함하여 상기 RFID리더부(100)에서 방사한 신호에 응답신호로 전송할 수 있다.(S312) 반면, 제어부(223)는 인접한 태그가 존재하지 않는 경우 자신의 태그 정보를 해당 RFID리더(100)로 전송할 수 있다(S314)
제어부(223)는 RFID리더(100)로부터 방사되는 신호를 수신하지 않는 경우 인접한 태그로부터 통신 신호를 수신하였는지 판단할 수 있다.(S316) 즉, 제어부(223)는 RFID리더(100)와 통신이 불가한 상태에 위치한 경우 RFID리더와 인접한 태그로부터 RFID리더의 신호를 전송하였는지 감지할 수 있다
제어부(223)는 인접한 태그로부터 RFID리더(100)가 전송한 신호가 수신되면 상기 인접 태그에 위치정보 및 그 외의 정보를 포함하는 응답 신호를 전송할 수 있다.
상기한 바와 같이 RFID태그가 RFID리더와 통신이 가능한 범위에 존재하지 않는 경우 인접한 RFID태그와 통신을 수행하여 RFDI리더와 인접한 RFDI태그에 까지 태그 정보를 공유함으로써 RFID리더와 원거리에 존재하는 RFID태그도 RFID리더와 통신을 수행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: RFID리더
200: RFID태그
210: RFID태그 안테나
220: RFID태그 구동부
221: 정류부 222: 평활부
223: 제어부 224: 저장부
225: 제1캐패시터 226: 제2캐패시터

Claims (5)

  1. RFID리더부로부터 방사되는 전자파를 수신하고, 상기 수신되는 전자파에 대응하는 응답신호를 RFID리더로 송출하는 태그 안테나;
    상기 태그 안테나와 전기적으로 연결되고, 상기 RFID리더 또는 소정 범위에 인접한 적어도 하나의 RFID태그로부터 수신되는 신호를 수신하고, 상기 RFID리더로부터 수신된 신호에 응답하는 응답신호 및 인접한 RFID태그로부터 수신된 신호를 상기 RFID리더에 출력하는 RFID태그 구동부;를 포함하고,
    상기 RFID태그 구동부는
    상기 RFID리더와 통신을 수행하기 위한 전압 및 인접한 RFID태그와 통신을 수행하기 위한 전압을 저장하는 캐패시터;를 포함하는
    RFID태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 RFID태그 구동부는
    상기 RFID리더 또는 인접한 RFID태그로부터 수신되는 신호에 대응하는 응답신호를 생성하고, 상기 인접한 RFID태그의 신호를 RFID리더로 전송하기 위한 신호를 생성하는 제어부;를 더 포함하는
    RFID태그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐패시터는
    상기 RFID리더로부터 통신을 수행하기 위한 전압을 저장하는 제1캐패시터;
    상기 인접한 RFID태그와 통신을 수행하기 위한 전압을 저장하는 제2캐패시터;를 포함하는
    RFID태그.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2캐패시터는
    상기 RFID리더로부터 수신되는 신호를 정류하여 직류 전압으로 저장하는
    RFID태그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 RFID태그는
    인접한 RFID태그들의 위치 정보를 포함하여 전송하는
    RFID태그
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KR101658664B1 (ko) * 2010-01-18 2016-09-22 주식회사 비즈모델라인 교통시설물을 관리하는 알에프아이디 태그

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