KR102228653B1 - Tag identification system with improved authentication - Google Patents

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KR102228653B1 KR1020200094220A KR20200094220A KR102228653B1 KR 102228653 B1 KR102228653 B1 KR 102228653B1 KR 1020200094220 A KR1020200094220 A KR 1020200094220A KR 20200094220 A KR20200094220 A KR 20200094220A KR 102228653 B1 KR102228653 B1 KR 102228653B1
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Abstract

An authentication-enhanced tag identification system is disclosed. The system includes a tag device for broadcasting each of a first wireless communication signal and a second wireless communication signal, and at least one tag identification device for extracting the first wireless communication signal within a user authentication distance range to initiate a data communication device and a data communication channel, performing user authentication based on user information provided through the data communication channel, and detecting a second communication signal to identify a location of the device.

Description

강화된 인증을 포함하는 태그 식별 시스템 {TAG IDENTIFICATION SYSTEM WITH IMPROVED AUTHENTICATION}Tag identification system with enhanced authentication {TAG IDENTIFICATION SYSTEM WITH IMPROVED AUTHENTICATION}

본 발명은 강화된 인증을 포함하는 태그 식별 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 서로 다른 통신 방식을 이용하여 태그 장치의 사용자를 인증하고 태그 장치의 위치를 식별함으로써 강화된 인증을 포함하는 태그 식별 시스템 및 그 태그 식별 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a tag identification system including enhanced authentication, and more particularly, to authenticate a user of a tag device using different communication methods and identify a tag device with enhanced authentication by identifying the location of the tag device. It relates to a system and a tag identification device thereof.

종래의 위치 식별 시스템인 GPS(Global Positioning System, 위성 항법 시스템), INS(Inertial Navigation System, 관성 항법 시스템), LORAN(Long Range Aid to Navigation), RFID/USN(Radio Frequency Identification/Ubiquitous Sensor Network) 등에 기반하기 때문에 건물 내의 게이트 시스템 등에 적용되는데에 어려움이 있었다. GPS (Global Positioning System, Satellite Navigation System), INS (Inertial Navigation System), LORAN (Long Range Aid to Navigation), RFID/USN (Radio Frequency Identification/Ubiquitous Sensor Network), etc. Because it is based, it was difficult to apply it to the gate system in the building.

또한, GPS등을 대체하여 무선 통신 인프라를 이용하여 장치의 위치를 추정하는 경우, 장치의 위치를 정확하게 식별할 수 있는 AP(Access Point)가 다수 설치되어야 하며, 특히 한정적인 공간 내에서 좁은 간격으로 배치되는 게이트 시스템에는 적용되기 어렵다. In addition, when estimating the location of a device using a wireless communication infrastructure in place of GPS, a number of APs (Access Points) that can accurately identify the location of the device must be installed, especially at narrow intervals within a limited space. It is difficult to apply to the disposed gate system.

따라서, 일정 공간 내에서 보다 향상된 위치를 확인할 수 있는 효율적이고 경제적인 방법이 요구된다. Therefore, there is a need for an efficient and economical method to check a more improved location within a certain space.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 UWB (Ultra Wideband) 신호를 이용하여 저전력, 고효율로 태그의 위치를 식별하면서 동시에 태그의 사용자를 인증하는 시스템을 제공하는데에 있다. An object of the present invention is to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a system that identifies the location of a tag with low power and high efficiency using a UWB (Ultra Wideband) signal and at the same time authenticates a user of a tag.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may further exist.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그 식별 시스템은 제1 무선 통신 신호 및 제2 무선 통신 신호 각각을 브로드캐스팅(broadcasting)하는 태그 장치; 및 사용자 인증 거리 범위 내의 제1 무선 통신 신호를 추출하여 상기 태그 장치와 데이터 통신 채널을 개시하고, 상기 데이터 통신 채널을 통해 제공받은 사용자 정보를 기초로 사용자 인증을 수행하며, 상기 제2 무선 통신 신호를 검출하여 상기 태그 장치의 위치를 식별하는 적어도 하나의 태그 식별 장치를 포함한다. 이때, 상기 태그 장치는 상기 사용자 인증의 결과값이 수신됨에 따라 상기 제2 무선 통신 신호의 브로드캐시팅을 개시한다. A tag identification system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a tag device for broadcasting each of a first wireless communication signal and a second wireless communication signal; And extracting a first wireless communication signal within a user authentication distance range to initiate a data communication channel with the tag device, performing user authentication based on user information provided through the data communication channel, and performing the second wireless communication signal. And at least one tag identification device for detecting a location of the tag device. In this case, the tag device starts broadcasting the second wireless communication signal as a result of the user authentication is received.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그 식별 장치는 일정 시간 간격으로 제1 무선 통신 신호를 스캔하는 제1 무선 통신부; 상기 제1 무선 통신 신호와 상이한 통신 방식의 제2 무선 통신 신호를 검출하는 제2 무선 통신부; 및 사용자 인증 거리 범위 내의 제1 무선 통신 신호가 스캔됨에 따라 형성된 데이터 통신 채널을 통해 다른 장치의 사용자 정보를 획득하고, 상기 획득된 사용자 정보를 기초로 상기 다른 장치의 사용자 인증을 수행하며, 상기 제2 무선 통신 신호의 도달 시간 구간을 기초로 상기 다른 장치의 위치값을 산출하는 태그 식별부를 포함한다. 이때, 상기 제2 무선 통신부는 상기 사용자 인증이 완료됨에 따라 동작 개시된다. In addition, an apparatus for identifying a tag according to an embodiment of the present invention includes: a first wireless communication unit that scans a first wireless communication signal at predetermined time intervals; A second wireless communication unit detecting a second wireless communication signal of a different communication method than the first wireless communication signal; And acquiring user information of another device through a data communication channel formed as a first wireless communication signal within a user authentication distance range is scanned, performing user authentication of the other device based on the acquired user information, and performing the user authentication of the other device. 2 It includes a tag identification unit that calculates the position value of the other device based on the arrival time interval of the wireless communication signal. At this time, the second wireless communication unit starts to operate when the user authentication is completed.

이상과 같은 다양한 실시 예들에 따르면, 태그 식별 시스템은 서로 다른 통신 회로를 통해 사용자 인증 및 태그 위치 식별 작업을 수행함으로써, 송수신되는 신호를 효율적으로 관리할 수 있다. 또한, 태그 식별 시스템은 사용자가 인증된 경우에 태그의 위치를 식별함으로써 장치들의 전력 사용을 효율적으로 관리할 수 있다. According to the various embodiments as described above, the tag identification system can efficiently manage the transmitted/received signal by performing user authentication and tag location identification through different communication circuits. In addition, the tag identification system can efficiently manage power usage of devices by identifying the location of the tag when the user is authenticated.

또한, 본 발명의 태그 식별 시스템은 BLE(Bluetooth Low Energy), UWB(Ultra Wide-band) 통신을 이용함으로써 장치들의 전력 사용을 최소화할 수 있다. In addition, the tag identification system of the present invention can minimize power use of devices by using Bluetooth Low Energy (BLE) and Ultra Wide-band (UWB) communication.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 장치의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 장치의 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 장치와 태그 식별 장치의 동작 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 장치의 위치값을 산출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 태그 식별 장치가 태그 장치를 인증하는 일례를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 태그 식별 장치가 태그 장치의 위치값을 산출하는 일례를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 장치의 구성을 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태그 식별 시스템을 도시한다.1 shows a tag identification system according to an embodiment of the present invention.
2 shows a configuration of a tag device according to an embodiment of the present invention.
3 shows a configuration of a tag identification device according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a method of operating a tag device and a tag identification device according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of calculating a position value of a tag device according to an embodiment of the present invention.
6 shows an example in which the tag identification device authenticates the tag device according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates an example in which the tag identification device calculates the position value of the tag device according to an embodiment of the present invention.
8 shows a configuration of a tag identification device according to an embodiment of the present invention.
9 shows a tag identification system according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from other components.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 시스템(10)을 도시한 일례이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 시스템(10)은 태그 장치(11)를 소지한 사용자가 사물이 출입하는 건물 등의 게이트 시스템, 물류 운송 시스템, 교통 결재 시스템 등에 적용될 수 있으며, 태그 장치(11)가 접근함에 따라 해당 태그 장치(11)의 사용자를 인증하고 해당 태그 장치(11)의 실시간 위치를 고려하여 하나 이상의 태그 식별 장치(12, 12-1,...) 중에서 특정 장치가 동작하도록 할 수 있다. 1 is an example of a tag identification system 10 according to an embodiment of the present invention. The tag identification system 10 according to an embodiment of the present invention may be applied to a gate system, a logistics transportation system, a traffic payment system, etc., such as a building through which a user with the tag device 11 enters and exits, and the tag device ( As 11) approaches, a specific device among one or more tag identification devices 12, 12-1,...) operates in consideration of the real-time location of the tag device 11 and authenticates the user of the tag device 11 You can do it.

태그 장치(11)는 위치가 가변하는 장치 또는 일정 위치에 고정된 장치로서, 모바일 장치, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 카드형 단말기 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 태그 장치(11)는 두 개 이상의 무선 통신 회로를 구비할 수 있다. 예를 들어, 태그 장치(11)는 UWB(Ultra Wideband) 통신 회로, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 회로 등을 포함하여, UWB 통신 회로를 통해 UWB 신호를 브로드캐스팅(broadcasting)하고, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신 회로를 통해 기 결정된 거리 범위 내의 다른 장치(즉, 태그 식별 장치(12))와 데이터 통신(예컨대, 제어 신호 송수신, 펌웨어 업데이트, 인증 정보 송수신 등)하는 장치일 수 있다. 여기서, UWB(또는, 초광대역) 무선통신은, 반송파, 변조의 유무와 관계없이 일정한 주기와 파형을 가지고 있는 전기적인 펄스를 1나노-초(nano-second) 이하의 짧은 펄스를 사용하여 데이터를 기저대역으로 송수신하는 통신 방식을 의미할 수 있다. 또한, BLE 무선통신은, 종래의 블루투스(또는, 클래식 블루투스(classic Bluetooth)), 고속 블루투스(Bluetooth high speed)를 지원할 수 있는 레거시 블루투스 프로토콜에 기반한 통신 방식을 의미할 수 있다. The tag device 11 is a device having a variable position or a device fixed at a predetermined position, and may be a mobile device, a smart phone, a notebook computer, a card-type terminal, etc., but is not limited thereto. The tag device 11 may have two or more wireless communication circuits. For example, the tag device 11 broadcasts a UWB signal through a UWB communication circuit, including an Ultra Wideband (UWB) communication circuit, a Bluetooth Low Energy (BLE) communication circuit, and the like, and performs a Bluetooth Low Energy (BLE) communication circuit. Energy) may be a device that communicates with another device (ie, tag identification device 12) within a predetermined distance range through a communication circuit (eg, control signal transmission/reception, firmware update, authentication information transmission/reception, etc.). Here, UWB (or ultra-wideband) wireless communication uses an electrical pulse with a constant period and waveform regardless of the presence or absence of a carrier wave or modulation, using short pulses of 1 nano-second or less. It may mean a communication method that transmits and receives in baseband. In addition, BLE wireless communication may refer to a communication method based on a legacy Bluetooth protocol capable of supporting conventional Bluetooth (or classic Bluetooth) and Bluetooth high speed.

태그 식별 장치(12)는 일정 위치에 고정되거나 위치가 가변하는 장치로서, 두 개 이상의 서로 다른 통신 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 태그 식별 장치(12)는 UWB 통신 회로, BLE 통신 회로 등을 포함하여, BLE 통신 회로를 통해 기 결정된 거리 범위 내의 태그 장치(11)와 데이터를 송수신할 수 있으며, 태그 장치(11)로부터 브로드캐스팅된 UWB 신호를 검출할 수 있다. 태그 식별 장치(12)는 상기의 송수신된 데이터 및 검출된 신호를 이용하여 태그 장치(11)의 사용자를 인증하고 태그 장치(11)의 현재 위치를 식별함으로써 특정 위치의 사용자를 인지할 수 있다. 태그 식별 장치(12)는 건물 등의 보안 게이트 장치, 지하철 등의 교통 게이트 장치 등과 같이 다수의 사용자가 다방향에서 접근하는 실내외 환경에 탑재되어, 사용자를 인증하고 정확한 위치를 식별함으로써 특정 사용자만을 인증하도록 할 수 있다. The tag identification device 12 is a device that is fixed at a predetermined position or has a variable position, and may include two or more different communication circuits. For example, the tag identification device 12 may transmit and receive data to and from the tag device 11 within a predetermined distance range through the BLE communication circuit, including a UWB communication circuit, a BLE communication circuit, and the like, and the tag device 11 ) Broadcasted from the UWB signal can be detected. The tag identification device 12 may recognize a user of a specific location by authenticating the user of the tag device 11 and identifying the current location of the tag device 11 by using the transmitted/received data and the detected signal. The tag identification device 12 is mounted in an indoor/outdoor environment where multiple users access from multiple directions, such as a security gate device such as a building, a traffic gate device such as a subway, etc., and authenticates only a specific user by authenticating the user and identifying the correct location. You can do it.

본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 시스템(10)은 BLE, UWB 통신 방식의 신호를 사용하여 저전력으로 정밀도가 향상된 태그 식별 방법을 제공할 수 있다. 그러나, 본 명세서의 태그 식별 시스템(10)이 BLE 및 UWB 통신 방식에 한정되는 것은 아니다. 태그 장치(11)와 태그 식별 장치(12)는 NFC(Near Field Communication) 통신 회로, Wi-Fi(Wireless-Fidelity) 통신 회로, 지그비(Zigbee) 통신 회로 등을 구비하여, NFC 통신방식, Wi-Fi 통신방식, 지그비 통신방식 등을 이용하여 태그 식별 방법을 제공할 수도 있다. The tag identification system 10 according to an embodiment of the present invention may provide a tag identification method with improved precision at low power by using signals of BLE and UWB communication methods. However, the tag identification system 10 of the present specification is not limited to BLE and UWB communication methods. The tag device 11 and the tag identification device 12 are provided with an NFC (Near Field Communication) communication circuit, a Wi-Fi (Wireless-Fidelity) communication circuit, a Zigbee communication circuit, etc. It is also possible to provide a tag identification method using Fi communication method, Zigbee communication method, etc.

이하에서는 각 장치의 구성 및 동작 방법에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation method of each device will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 장치(11)의 구성을 도시하며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 장치(12)의 구성을 도시하며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 장치(11)와 태그 식별 장치(12)의 동작 방법을 도시한다. Figure 2 shows the configuration of the tag device 11 according to an embodiment of the present invention, Figure 3 shows the configuration of the tag identification device 12 according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is the present invention It shows a method of operating the tag device 11 and the tag identification device 12 according to an embodiment of.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 장치(11)는 제1 무선 통신부(210), 제2 무선 통신부(220) 및 신호 제어부(230)를 포함한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 태그 장치(11)는 더 많은 구성요소(예컨대, 센서, 사용자 입력부, 저장부 등)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, a tag device 11 according to an embodiment of the present invention includes a first wireless communication unit 210, a second wireless communication unit 220, and a signal control unit 230. However, the present invention is not limited thereto, and the tag device 11 may further include more components (eg, a sensor, a user input unit, a storage unit, etc.).

제1 무선 통신부(210)는 태그 장치(11)의 사용자 정보를 제공한다. 이를 위해, 먼저 제1 무선 통신부(210)는 일정 시간 간격 또는 임의 시간 간격으로 제1 무선 통신 신호를 브로드캐스팅하고, 제1 무선 통신 신호에 응답하는 다른 장치(즉, 태그 식별 장치(12))가 존재하면, 해당 장치와 데이터 통신 채널을 개시하여 태그 장치(11)의 사용자 정보를 전송한다. 여기서, 제1 무선 통신 신호는 BLE(Bluetooth Low Energy) 기반의 애드버타이징 신호(advertising signal)로서 약 50 미터(meter) 거리 범위까지 도달하는 신호일 수 있으며, 제1 무선 통신 신호에 대한 응답 신호는 BLE 기반의 연결 초기화(initiate connection) 신호일 수 있다. 사용자 정보는 태그 장치(11)의 식별 정보, 태그 장치(11)를 소지한 사용자 정보, 태그 장치(11)가 탑재된 다른 장치의 식별 정보 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 데이터 통신 채널을 통해 송수신될 수 있다. 한편, 데이터 통신 채널은 상기 BLE 기반의 연결 초기화 신호로 형성되는 커넥션 채널(connection channel)일 수 있다. The first wireless communication unit 210 provides user information of the tag device 11. To this end, first, the first wireless communication unit 210 broadcasts the first wireless communication signal at a predetermined time interval or at a random time interval, and another device responding to the first wireless communication signal (i.e., tag identification device 12) If is present, a data communication channel with the corresponding device is initiated to transmit user information of the tag device 11. Here, the first wireless communication signal is a BLE (Bluetooth Low Energy)-based advertising signal, which may be a signal reaching a distance range of about 50 meters, and a response signal for the first wireless communication signal May be a BLE-based initiate connection signal. The user information may be identification information of the tag device 11, user information holding the tag device 11, identification information of another device on which the tag device 11 is mounted, etc., but is not limited thereto, and the data communication channel is It can be transmitted and received through. Meanwhile, the data communication channel may be a connection channel formed by the BLE-based connection initialization signal.

위 설명에서는 제1 무선 통신부(210)가 BLE 통신 회로인 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, NFC 통신 회로, Wi-Fi 통신 회로, 지그비 통신 회로 등으로 구현될 수도 있다. In the above description, it has been described that the first wireless communication unit 210 is a BLE communication circuit, but is not limited thereto, and may be implemented as an NFC communication circuit, a Wi-Fi communication circuit, a ZigBee communication circuit, or the like.

제2 무선 통신부(220)는 태그 장치(11)의 위치를 식별하는데에 필요한 신호를 제공한다. 제2 무선 통신부(220)는 일정 시간 간격 또는 임의 시간 간격으로 제2 무선 통신 신호를 브로드캐스팅한다. 이때, 제2 무선 통신 신호가 브로드캐스팅되는 시간 간격은 제1 무선 통신 신호가 브로드캐스팅되는 시간 간격보다 짧거나 같을 수 있다. 이는, 제2 무선 통신 신호가 태그 장치(11)의 사용자 위치를 검출하기 위해 나노세컨드 시간 구간으로 동기화되기 때문일 수 있다. The second wireless communication unit 220 provides a signal required to identify the location of the tag device 11. The second wireless communication unit 220 broadcasts a second wireless communication signal at a predetermined time interval or a random time interval. In this case, the time interval at which the second wireless communication signal is broadcast may be shorter than or equal to the time interval at which the first wireless communication signal is broadcast. This may be because the second wireless communication signal is synchronized in a nanosecond time interval in order to detect the user location of the tag device 11.

제2 무선 통신 신호는 UWB 기반의 UWB 비콘(beacon) 신호일 수 있다. 즉, 제2 무선 통신부(220)는 UWB 통신 회로일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, Wi-Fi 통신 회로, BLE 통신 회로 등일 수 있다. UWB 는, 앞서 설명한 바와 같이, 넓은 주파수 대역(예컨대, 3.1~10.6㎓)에서 동작하는 무선통신을 일컫는 것으로서, 제2 무선 통신부(220)는 상기 UWB 가 제공하는 주파수 대역들 중에서 대한민국에 허용된 주파수 대역인 저주파 대역 3.1~6.5㎓ 와, 고주파 대역 7.2~10.2㎓ 을 수신 및/또는 송신할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 국가별로 사용 인증된 UWB 주파수 대역을 모두 포함할 수 있다.The second wireless communication signal may be a UWB-based UWB beacon signal. That is, the second wireless communication unit 220 may be a UWB communication circuit, but is not limited thereto, and may be a Wi-Fi communication circuit, a BLE communication circuit, or the like. UWB, as described above, refers to wireless communication operating in a wide frequency band (for example, 3.1 to 10.6 GHz), and the second wireless communication unit 220 is a frequency allowed in Korea among the frequency bands provided by the UWB. It can receive and/or transmit a low frequency band of 3.1 to 6.5 GHz and a high frequency band of 7.2 to 10.2 GHz, which are bands, but are not limited thereto, and all UWB frequency bands certified for use by country may be included.

한편, 상기의 제1 무선 통신부(210)와 제2 무선 통신부(220)는 무선 통신 신호를 송수신하기 위한 안테나(antenna), 필터(filter), 멀티플렉서(multiplexer), 증폭기, 발진기(ocsillator) 등과 연결될 수 있다. 각 구성요소들의 기능은 본 기술의 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이므로, 자세한 설명은 생략한다. Meanwhile, the first wireless communication unit 210 and the second wireless communication unit 220 may be connected to an antenna, a filter, a multiplexer, an amplifier, an oscillator, etc. for transmitting and receiving a wireless communication signal. I can. Functions of each component will be easily understood by those skilled in the art, and thus detailed descriptions will be omitted.

신호 제어부(230)는 태그 장치(11)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 신호 제어부(230)는 적어도 하나의 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함하여 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 논리 회로를 포함하여 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(field programmable gate array), SoC(System on Chip) 등의 직접회로(integrated circuit)로 구현될 수 있다. The signal controller 230 includes at least one component for controlling the overall operation of the tag device 11. For example, the signal control unit 230 may be implemented by including at least one processor (not shown) and a memory (not shown), and includes at least one logic circuit, including an application-specific integrated circuit (ASIC), an FPGA It can be implemented as an integrated circuit such as a (field programmable gate array) or a System on Chip (SoC).

신호 제어부(230)는 제1 무선 통신부(210)와 제2 무선 통신부(220)의 동작을 제어하여 필요한 신호를 송수신한다. 신호 제어부(230)의 자세한 동작은 이하 도 4를 통해 태그 식별 장치(12)의 동작과 함께 상세히 설명한다. The signal controller 230 controls operations of the first wireless communication unit 210 and the second wireless communication unit 220 to transmit and receive necessary signals. The detailed operation of the signal control unit 230 will be described below in detail along with the operation of the tag identification device 12 with reference to FIG. 4.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 장치(12)의 구성을 도시한다. 3 shows the configuration of the tag identification device 12 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 장치(12)는 제3 무선 통신부(310), 제4 무선 통신부(320) 및 태그 식별부(330)를 포함한다. 또한, 태그 식별 장치(12)는 물리 기능부(340)를 더 포함할 수도 있다. 물리 기능부(340)는 태그 식별 시스템(10)의 특징에 따라 물리적 기능(예컨대, 출입문 개폐, 결재 정보 송수신 등)을 수행할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 태그 식별 장치(12)는 더 많은 구성요소(예컨대, 센서, 저장부 등)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the tag identification device 12 according to an embodiment of the present invention includes a third wireless communication unit 310, a fourth wireless communication unit 320, and a tag identification unit 330. In addition, the tag identification device 12 may further include a physical function unit 340. The physical function unit 340 may perform a physical function (eg, opening/closing a door, sending/receiving payment information, etc.) according to the characteristics of the tag identification system 10. However, the present invention is not limited thereto, and the tag identification device 12 may further include more components (eg, a sensor, a storage unit, etc.).

먼저, 제3 무선 통신부(310)는 일정 시간 간격으로 제1 무선 통신 신호를 스캔(scan)하여 기 결정된 사용자 인증 거리 범위 내의 제1 무선 통신 신호를 추출한다. 제1 무선 통신 신호는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 일정 시간 간격 또는 임의 시간 간격으로 브로드캐스팅되는 신호로서, 약 50 미터 범위까지 도달하는 BLE 기반의 애드버타이징 신호일 수 있다. 사용자 인증 거리 범위는 태그 식별 시스템(10)의 사용자에 의해 기 결정된 범위로서 제1 무선 통신 신호의 도달 거리 범위 보다 작거나 같을 수 있으며, 태그 식별 시스템(10)이 적용된 환경에 따라 달리 설정될 수 있다. 제3 무선 통신부(310)는 스캔되는 제1 무선 통신 신호들 중에서, 신호의 세기, 도달 시간 등을 기초로 사용자 인증 거리 범위 내의 신호를 추출할 수 있다. First, the third wireless communication unit 310 scans the first wireless communication signal at a predetermined time interval to extract a first wireless communication signal within a predetermined user authentication distance range. As described with reference to FIG. 2, the first wireless communication signal is a signal broadcasted at predetermined or arbitrary time intervals, and may be a BLE-based advertising signal reaching a range of about 50 meters. The user authentication distance range is a range predetermined by the user of the tag identification system 10 and may be less than or equal to the reach range of the first wireless communication signal, and may be set differently according to the environment to which the tag identification system 10 is applied. have. The third wireless communication unit 310 may extract a signal within a user authentication distance range based on a signal strength and an arrival time from among the scanned first wireless communication signals.

이후, 제3 무선 통신부(310)는 추출된 신호를 브로드캐스팅한 태그 장치(11)와의 연결을 시도하기 위하여 응답 신호를 전송한다. 이때, 응답 신호는 BLE 기반의 연결 초기화(initiate connection) 신호일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이후, 제3 무선 통신부(310)는 태그 장치(11)와 태그 식별 장치(12) 간에 개시된 커넥션 채널을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이때 송수신되는 데이터는 태그 장치(11)의 사용자 정보일 수 있다. Thereafter, the third wireless communication unit 310 transmits a response signal to attempt connection with the tag device 11 that broadcasts the extracted signal. In this case, the response signal may be a BLE-based connection initialization signal, but is not limited thereto. Thereafter, the third wireless communication unit 310 may transmit and receive data through a connection channel initiated between the tag device 11 and the tag identification device 12. At this time, the transmitted/received data may be user information of the tag device 11.

제4 무선 통신부(320)는 제2 무선 통신 신호를 검출한다. 예를 들어, 제4 무선 통신부(320)는 태그 장치(11)에서 브로드캐스팅되는 UWB 비콘 신호를 검출할 수 있다. 이때, 제4 무선 통신부(320)는 UWB 비콘 신호를 검출하기 위한 UWB 통신 회로로서, 나노-초(nano-second) 이하의 클럭(clock) 신호를 이용하여 나노세컨드 이하의 시간 구간으로 UWB 신호를 동기화할 수 있다. The fourth wireless communication unit 320 detects a second wireless communication signal. For example, the fourth wireless communication unit 320 may detect a UWB beacon signal broadcast by the tag device 11. At this time, the fourth wireless communication unit 320 is a UWB communication circuit for detecting a UWB beacon signal, and transmits the UWB signal in a time interval of nanoseconds or less by using a clock signal of nano-seconds or less. Can be synchronized.

한편, 제3 무선 통신부(310)와 제4 무선 통신부(320)는 무선 통신 신호를 수신하기 위한 안테나(antenna), 필터(filter), 멀티플렉서(multiplexer), 증폭기, 발진기(ocsillator) 등과 연결될 수 있다. 이때, 안테나는 이격 배치된 복수 개로 구현될 수 있다. 이 경우, 제4 무선 통신부(320)는 나노세컨드 이하의 시간 구간에서 신호를 검출 및 동기화하므로, 특정 태그 장치(11)에서 브로드캐스팅된 하나의 UWB 비콘 신호가 각 안테나에서는 서로 다른 시간 구간에서 검출될 수 있다. 이를 통해, 태그 식별부(330)는 태그 장치(11)의 보다 정확한 위치값을 산출할 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 후술한다. Meanwhile, the third wireless communication unit 310 and the fourth wireless communication unit 320 may be connected to an antenna, a filter, a multiplexer, an amplifier, an oscillator, etc. for receiving a wireless communication signal. . In this case, the antenna may be implemented in a plurality of spaced apart. In this case, the fourth wireless communication unit 320 detects and synchronizes the signal in a time interval of nanoseconds or less, so that one UWB beacon signal broadcast by a specific tag device 11 is detected in a different time interval in each antenna. Can be. Through this, the tag identification unit 330 may calculate a more accurate position value of the tag device 11. This will be described in detail later with reference to FIGS. 4 and 5.

태그 식별부(330)는 태그 식별 장치(11)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 태그 식별부(330)는 적어도 하나의 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함하여 구현되거나, 적어도 하나의 논리 회로를 포함하여 ASIC, FPGA, SoC 등의 직접회로로 구현될 수 있다. The tag identification unit 330 includes at least one component for controlling the overall operation of the tag identification device 11. For example, the tag identification unit 330 is implemented by including at least one processor (not shown) and a memory (not shown), or by including at least one logic circuit as an integrated circuit such as ASIC, FPGA, SoC, etc. Can be.

태그 식별부(330)는 제3 무선 통신부(310)와 제4 무선 통신부(320)의 동작을 제어하여 사용자 인증 거리 범위 내로 접근한 태그 장치(11)의 사용자를 인증하고 비콘 신호를 검출하여 태그 장치(11)의 위치를 식별할 수 있다. 태그 식별부(330)의 자세한 동작은 이하 도 4를 통해 태그 장치(11)의 동작과 함께 상세히 설명한다. The tag identification unit 330 controls the operation of the third wireless communication unit 310 and the fourth wireless communication unit 320 to authenticate a user of the tag device 11 who has approached within the user authentication distance range, and detects a beacon signal to tag the tag. The location of the device 11 can be identified. The detailed operation of the tag identification unit 330 will be described in detail together with the operation of the tag device 11 with reference to FIG. 4 below.

도 4를 참조하면, 태그 장치(11)의 신호 제어부(230)는 제1 무선 통신부(210)를 제어하여 제1 무선 통신 신호를 브로드캐스팅한다(S41). 제1 무선 통신 신호는, 예를 들어, BLE 통신 방식의 애드버타이징 신호일 수 있으며, 약 50 미터 거리 범위까지 도달할 수 있다. Referring to FIG. 4, the signal controller 230 of the tag device 11 controls the first wireless communication unit 210 to broadcast a first wireless communication signal (S41). The first wireless communication signal may be, for example, an advertising signal of a BLE communication method, and may reach a distance range of about 50 meters.

태그 식별 장치(12)의 태그 식별부(330)는 제3 무선 통신부(310)를 제어하여 사용자 인증 거리 범위 내의 제1 무선 통신 신호를 추출한다(S42). 태그 식별부(330)는 제3 무선 통신부(310)에서 스캔되는 제1 무선 통신 신호 중에서, 사용자 인증 거리 범위 내의 신호가 추출되면 선택적으로 스캔작업을 중단할 수 있다. 이를 통해, 태그 식별 장치(12)의 전력 소모를 최소화할 수 있다. The tag identification unit 330 of the tag identification device 12 controls the third wireless communication unit 310 to extract a first wireless communication signal within the user authentication distance range (S42). The tag identification unit 330 may selectively stop the scanning operation when a signal within the user authentication distance range is extracted from among the first wireless communication signals scanned by the third wireless communication unit 310. Through this, power consumption of the tag identification device 12 can be minimized.

이후, 태그 식별부(330)는 제3 무선 통신부(310)를 통해 상기 추출된 신호에 대한 응답 신호를 태그 장치(11)로 전송한다(S43). 이때, 응답 신호는 연결 초기화 신호로서 태그 장치(11)와 태그 식별 장치(12) 사이에는 데이터 통신 채널(예컨대, BLE 기반의 커넥션 채널)이 형성될 수 있다. Thereafter, the tag identification unit 330 transmits a response signal to the extracted signal to the tag device 11 through the third wireless communication unit 310 (S43). In this case, the response signal is a connection initialization signal, and a data communication channel (eg, a BLE-based connection channel) may be formed between the tag device 11 and the tag identification device 12.

태그 장치(11)의 신호 제어부(230)는 데이터 통신 채널을 이용하여 태그 장치(11)의 사용자 정보를 태그 식별 장치(12)로 전송한다(S44). 여기서 사용자 정보는 태그 장치(11)의 식별 정보, 태그 장치(11)를 소지한 사용자 정보, 태그 장치(11)가 탑재된 다른 장치의 식별 정보 등일 수 있다. The signal control unit 230 of the tag device 11 transmits user information of the tag device 11 to the tag identification device 12 using a data communication channel (S44). Here, the user information may be identification information of the tag device 11, user information of the tag device 11, identification information of another device in which the tag device 11 is mounted, and the like.

태그 식별부(330)는 수신된 사용자 정보에 기반하여 사용자 인증을 수행한다(S45). 사용자 인증은 태그 식별 장치(12)에 기 저장된 사용자 정보와 태그 장치(11)로부터 수신된 사용자 정보가 일치하는지 여부를 판단하거나, 사용자 정보에 사용된 암호키를 기초로 판단할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 만약, 상기 인증이 실패하면, 태그 식별부(330)는 제3 무선 통신부(310)의 신호 스캔 작업을 재개할 수 있다. The tag identification unit 330 performs user authentication based on the received user information (S45). User authentication may determine whether the user information previously stored in the tag identification device 12 matches the user information received from the tag device 11 or may be determined based on the encryption key used for the user information, but is limited thereto. It does not become. If the authentication fails, the tag identification unit 330 may resume the signal scanning operation of the third wireless communication unit 310.

상기 인증이 완료되면, 태그 식별부(330)는 상기 데이터 통신 채널을 통해 인증 완료 신호를 태그 장치(11)로 전송한다(S46). When the authentication is completed, the tag identification unit 330 transmits an authentication completion signal to the tag device 11 through the data communication channel (S46).

태그 장치(11)의 신호 제어부(230)는 인증 완료 신호가 수신되면, 제2 무선 통신부(220)의 동작을 개시하고 제2 무선 통신 신호를 브로드캐스팅한다(S47). 이때, 신호 제어부(230)는 선택적으로 제1 무선 통신부(210)의 동작을 중단하거나 초기화할 수 있다. When the authentication completion signal is received, the signal control unit 230 of the tag device 11 starts the operation of the second wireless communication unit 220 and broadcasts a second wireless communication signal (S47). In this case, the signal control unit 230 may selectively stop or initialize the operation of the first wireless communication unit 210.

한편, 신호 제어부(230)는 임계 시간까지 사용자 인증 완료 신호(즉, 인증 결과값)가 수신되지 않으면, 제2 무선 통신부(220)의 동작을 개시하지 않고, 제1 무선 통신 신호를 계속하여 브로드캐스팅할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 2 무선 통신부(220)를 선택적으로 동작 시킴으로써, 태그 장치(11)는 전력 소모를 효율적으로 관리할 수 있다. On the other hand, the signal control unit 230 does not start the operation of the second wireless communication unit 220 if the user authentication completion signal (that is, the authentication result value) is not received until the threshold time, and continues to broadcast the first wireless communication signal. Can be cast. In this way, by selectively operating the first and second wireless communication units 220, the tag device 11 can efficiently manage power consumption.

태그 식별부(330)는 상기 사용자 인증이 완료된 후 제4 무선 통신부(320)의 동작을 개시하여 제2 무선 통신 신호를 검출한다(S48). 태그 식별부(330)는 검출된 제2 무선 통신 신호의 도달 시간 구간을 기초로 태그 장치(11)의 실시간 위치값을 산출한다. 여기서 위치값은 태그 식별 장치(12)의 일 점으로부터 태그 장치(11)까지의 거리값 및 삼차원 방향값일 수 있다. After the user authentication is completed, the tag identification unit 330 starts the operation of the fourth wireless communication unit 320 to detect a second wireless communication signal (S48). The tag identification unit 330 calculates a real-time position value of the tag device 11 based on the detected arrival time interval of the second wireless communication signal. Here, the position value may be a distance value and a three-dimensional direction value from one point of the tag identification device 12 to the tag device 11.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 장치(11)의 위치값을 산출하는 일 예를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 태그 식별 장치(12)는 이격 배치된 복수의 안테나(501, 502, 503)를 포함할 수 있으며, 각 안테나는 제4 무선 통신부(320)에 연결될 수 있다. 이때, 제4 무선 통신부(320)는 복수의 안테나(501, 502, 503)에서 수신된 제2 무선 통신 신호들을 나노세컨드 단위의 시간 구간으로 동기화시킬 수 있다. 예를 들어, 제4 무선 통신부(320)는 단일 발진기를 이용하여 신호들을 동기화시킬 수 있다. 이를 통해, 제4 무선 통신부(320)는 태그 장치(11)에서 브로드캐스팅된 하나의 제2 무선 통신 신호라도, 각 안테나(501, 502, 503)에 도달하는 시간 구간(빗금 도시됨)이 서로 구분되도록 할 수 있다. 5 is a diagram illustrating an example of calculating a position value of the tag device 11 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the tag identification device 12 may include a plurality of antennas 501, 502, and 503 spaced apart from each other, and each antenna may be connected to the fourth wireless communication unit 320. In this case, the fourth wireless communication unit 320 may synchronize the second wireless communication signals received from the plurality of antennas 501, 502, and 503 into a time interval in units of nanoseconds. For example, the fourth wireless communication unit 320 may synchronize signals using a single oscillator. Through this, the fourth wireless communication unit 320, even if one second wireless communication signal broadcasted by the tag device 11, the time intervals (shown with hatch) reaching each antenna 501, 502, 503 You can make it distinct.

태그 식별부(330)는 제2 무선 통신 신호들의 도달 시간 차이값을 이용하여 태그 장치(11)의 거리값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 태그 식별부(330)는 ToA(time of arrival) 및 TDoA(Time Difference of Arrival) 방식의 알고리즘을 적용하여 태그 장치(11)의 거리값을 산출할 수 있다. 또한, 태그 식별부(330)는 제2 무선 통신 신호들의 도달 각도를 기초로 AoA(Angle of Arrival) 방식의 알고리즘을 적용하여 태그 장치(11)의 삼차원 방향값을 산출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The tag identification unit 330 may calculate a distance value of the tag device 11 by using a difference in arrival time between the second wireless communication signals. For example, the tag identification unit 330 may calculate a distance value of the tag device 11 by applying an algorithm of a time of arrival (ToA) and a time difference of arrival (TDoA) method. In addition, the tag identification unit 330 may calculate a three-dimensional direction value of the tag device 11 by applying an AoA (Angle of Arrival) algorithm based on the arrival angles of the second wireless communication signals, but is limited thereto. It is not.

한편, 도 5에서는 편의상 복수의 안테나들이 일직선 상에 배치된 것으로 도시하였으나, 복수의 안테나들은 태그 식별 장치(12)의 서로 다른 면에 이격 배치될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 5, for convenience, a plurality of antennas are arranged on a straight line, but the plurality of antennas may be spaced apart from each other on different surfaces of the tag identification device 12.

다시 도 4를 참조하면, 태그 식별부(330)는 산출된 태그 장치(11)의 위치값을 기초로, 태그 장치(11)가 위치 인증 범위 내에 위치하는지 여부를 판단한다(S49). 여기서 위치 인증 범위는 태그 식별 장치(12)의 일 점(O)으로부터의 인증 거리(도 6의 D2) 및 인증 각도(도 6의 θ)를 포함할 수 있다. 이때, 인증 각도는 예각으로, 다른 태그 식별 장치(도 6의 12-1)와 비중첩되도록 설정될 수 있다. 태그 식별부(330)는 태그 장치(11)가 기 결정된 위치 인증 범위 내에 위치하는 것으로 판단되면(즉, 위치 인증이 성공이면), 물리 기능부(340)를 제어하여 기 정의된 동작(예컨대, 출입문 개폐, 결재 진행 등)을 수행하거나, 태그 식별 장치(12)와 연계된 다른 장치로 인증이 완료하였다는 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 태그 식별 장치(12)는 기 형성된 데이터 통신 채널을 통해 인증 완료 신호를 전송할 수 있다. Referring back to FIG. 4, the tag identification unit 330 determines whether the tag device 11 is located within a location authentication range based on the calculated position value of the tag device 11 (S49). Here, the location authentication range may include an authentication distance (D2 in FIG. 6) and an authentication angle (θ in FIG. 6) from a point O of the tag identification device 12. In this case, the authentication angle may be set to be an acute angle and non-overlapping with another tag identification device (12-1 in FIG. 6). When the tag identification unit 330 determines that the tag device 11 is located within a predetermined location authentication range (that is, if the location authentication is successful), the tag identification unit 330 controls the physical function unit 340 to perform a predefined operation (eg, Opening and closing the door, proceeding with payment, etc.), or a signal indicating that authentication has been completed may be transmitted to another device linked to the tag identification device 12. For example, the tag identification device 12 may transmit an authentication completion signal through a previously formed data communication channel.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 태그 식별 장치(12)가 태그 장치(11)를 인증하는 일례를 도시한다. 6 shows an example in which the tag identification device 12 authenticates the tag device 11 according to an embodiment of the present invention.

도6을 참조하면, 태그 장치(11)가 (a) 위치인 경우, 태그 식별 장치(12)의 사용자 인증 거리 범위(D1) 바깥에 위치하므로, 태그 식별 장치(12)는 제1 무선 통신 신호 스캔 작업을 계속한다. Referring to FIG. 6, when the tag device 11 is at the position (a), since it is located outside the user authentication distance range D1 of the tag identification device 12, the tag identification device 12 is a first wireless communication signal. Continue scanning.

태그 장치(11)가 (b) 또는 (d) 위치인 경우, 태그 장치(11)가 사용자 인증 거리 범위(D1) 내에 위치하므로, 각 태그 장치(11)에서 브로드캐스팅된 제1 무선 통신 신호는 태그 식별 장치(12)에서 추출된다. 이후, 태그 식별 장치(12)는 태그 장치(11)와 데이터 채널을 개시하고 태그 장치(11)로부터 수신된 사용자 정보를 이용하여 사용자 인증을 완료할 수 있다. 그러나, 사용자 인증이 완료되더라도, 태그 장치(11)의 위치값이 태그 식별 장치(12)의 기 결정된 인증 범위(즉, 인증 거리(D2) 및 인증 각도(θ) 범위, 빗금으로 도시됨)를 벗어나므로 위치 인증은 실패한다. When the tag device 11 is in the (b) or (d) position, since the tag device 11 is located within the user authentication distance range D1, the first wireless communication signal broadcast by each tag device 11 is It is extracted from the tag identification device 12. Thereafter, the tag identification device 12 may initiate a data channel with the tag device 11 and complete user authentication using the user information received from the tag device 11. However, even when user authentication is complete, the position value of the tag device 11 is determined by the predetermined authentication range of the tag identification device 12 (i.e., the authentication distance D2 and the authentication angle θ range, shown by hatching). Because of the deviation, location authentication fails.

태그 장치(11)가 (c) 위치인 경우, 태그 식별 장치(12)는 사용자 인증 및 위치 인증이 완료될 수 있으므로 이후의 작업(예컨대, 출입문 개폐, 비용 결재 등)을 수행할 수 있다. When the tag device 11 is the position (c), the tag identification device 12 can perform subsequent operations (eg, opening/closing a door, payment, etc.) since user authentication and location authentication can be completed.

한편, 인증 각도(θ)가 예각으로 설정되므로, 태그 식별 장치(12)에 근접 배치된 다른 태그 식별 장치(12-1)에서는 태그 장치(11)가 (c) 위치에 있는 경우라도 위치 인증이 완료되지 않는다. On the other hand, since the authentication angle θ is set to an acute angle, in the other tag identification device 12-1 disposed close to the tag identification device 12, location authentication is performed even when the tag device 11 is in the (c) position. Not complete.

추가로, 태그 식별 장치(12)는 다른 태그 식별 장치(12-1)와 통신하여 보다 정확한 태그 장치(11)의 위치값을 산출할 수도 있다. 도 7을 참조하면, 태그 식별 장치(12)는 태그 식별 장치(12)에서 산출된 태그 장치(11)의 제1 위치값 이외에, 다른 태그 식별 장치(12-1)에서 산출된 태그 장치(11)의 제2 위치값을 요청 및 수신할 수 있다. 이때, 태그 식별 장치(12)는 제3 및 제4 무선 통신부(310, 320) 이외에 다른 통신 회로를 이용하여 다른 태그 식별 장치(12-1)와 통신할 수 있으며, UWB 비콘 신호와 다른 주파수 대역의 UWB 신호를 이용하여 다른 태그 식별 장치(12-1)와 제4 무선 통신부(320)를 통해 통신할 수도 있다. In addition, the tag identification device 12 may communicate with another tag identification device 12-1 to calculate a more accurate position value of the tag device 11. Referring to FIG. 7, the tag identification device 12 includes a tag device 11 calculated by another tag identification device 12-1 in addition to the first position value of the tag device 11 calculated by the tag identification device 12. ) To request and receive the second position value. At this time, the tag identification device 12 may communicate with the other tag identification device 12-1 using other communication circuits in addition to the third and fourth wireless communication units 310 and 320, and a frequency band different from that of the UWB beacon signal. It is also possible to communicate through the fourth wireless communication unit 320 with the other tag identification device 12-1 using the UWB signal.

태그 식별부(330)는 태그 식별 장치(12)의 일 점(O1)과 제1 위치값을 연결한 제1 가상 벡터와 다른 태그 식별 장치(12-1)의 일 점(O2)과 제2 위치값을 연결한 제2 가상 벡터의 교차점(P)을 이용하여 태그 장치(11)의 위치값을 보정할 수 있다. 즉, 태그 식별부(330)는 제1 위치값을 교차점(P)으로 보정할 수 있다. 이 외에도, 태그 식별부(330)는 TWR(two way ranging) 기법 등을 이용하여 태그 장치(11)의 위치값을 보정할 수 있다. The tag identification unit 330 includes a first virtual vector connecting a point O1 of the tag identification device 12 and a first position value, and a point O2 and a second point of the tag identification device 12-1. The position value of the tag device 11 may be corrected by using the intersection point P of the second virtual vector to which the position values are connected. That is, the tag identification unit 330 may correct the first position value as the intersection point P. In addition, the tag identification unit 330 may correct the position value of the tag device 11 using a two way ranging (TWR) technique or the like.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그 식별 장치(82)의 구성을 도시한다. 도 8을 참조하면, 태그 식별 장치(82)는 도 3의 태그 식별 장치(21)와 비교하여 레이더부(810)를 더 포함할 수 있다. 8 shows the configuration of the tag identification device 82 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the tag identification device 82 may further include a radar unit 810 compared to the tag identification device 21 of FIG. 3.

레이더부(810)는 신호를 송출하고 해당 신호가 되돌아오는 시간을 측정할 수 있다. 태그 식별부(330)는 레이더부(810)에서 측정된 시간을 기초로 태그 식별 장치(82)의 주변에 위치한 물체까지의 거리를 추정할 수 있다. 태그 식별부(330)는 제1 무선 통신 신호의 세기로 추정되는 태그 장치(11)까지의 거리값과 레이더부(810)에서 측정된 시간을 기초로 추정된 거리값을 비교함으로써, 태그 장치(11) 주변에 태그 장치(11)를 소지/탑재하지 않은 사람/사물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 태그 식별부(330)는 제2 무선 통신 신호로부터 산출된 태그 장치(11)까지의 거리값과 레이더부(810)에서 측정된 시간을 기초로 추정된 거리값을 비교함으로써, 태그 장치(11) 주변에 태그 장치(11)를 소지/탑재하지 않은 사람/사물이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.The radar unit 810 may transmit a signal and measure a time when the corresponding signal returns. The tag identification unit 330 may estimate a distance to an object located around the tag identification device 82 based on the time measured by the radar unit 810. The tag identification unit 330 compares the distance value to the tag device 11 estimated to be the strength of the first wireless communication signal with the distance value estimated based on the time measured by the radar unit 810, so that the tag device ( 11) It is possible to determine whether there is a person/object with or without the tag device 11 in the vicinity. Alternatively, the tag identification unit 330 compares the distance value to the tag device 11 calculated from the second wireless communication signal with the distance value estimated based on the time measured by the radar unit 810, 11) It is possible to determine whether there is a person/object with or without the tag device 11 in the vicinity.

만약, 태그 장치(11)를 소지하지 않은 사람/탑재하지 않은 사람/사물이 존재하는 것으로 판단되는 경우, 태그 식별부(330)는 물리 기능부(340), 출력부(미도시) 등을 통해 알림할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. If it is determined that there is a person who does not possess the tag device 11 / a person who does not carry the tag device 11 / the tag identification unit 330 through the physical function unit 340, an output unit (not shown), etc. It may be notified, but is not limited thereto.

한편, 레이더부(810)에서 송출되는 신호는 UWB 신호일 수 있으며, 구현예에 따라, 레이더부(810)는 제4 무선 통신부(320)와 일체로 구현될 수 있다. Meanwhile, the signal transmitted from the radar unit 810 may be a UWB signal, and according to embodiments, the radar unit 810 may be implemented integrally with the fourth wireless communication unit 320.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태그 식별 시스템(20)을 도시한다. 도 9의 태그 식별 시스템(20)은 서버(23)에 유무선으로 연결된 복수개의 슬레이브 장치(22, 22-1,..)를 포함하여 구현될 수 있다. 이하에서, 도 1 내지 도 8에서와 중복되는 내용의 설명은 생략한다. 9 shows a tag identification system 20 according to another embodiment of the present invention. The tag identification system 20 of FIG. 9 may be implemented by including a plurality of slave devices 22, 22-1, .. connected to the server 23 by wire or wireless. Hereinafter, descriptions of contents overlapping with those in FIGS. 1 to 8 will be omitted.

도 9를 참조하면, 각 슬레이브 장치(22, 22-1,..)는 태그 장치(11)가 브로드캐스팅하는 UWB 비콘 신호를 검출하기 위한 UWB 통신 회로를 포함하며, 일정 거리 간격에 배치된 일부 슬레이브 장치(22-1, 22-m)는 태그 장치(11)가 브로드캐스팅하는 BLE 신호를 스캔하는 BLE 통신 회로가 배치될 수 있다. 이때, 슬레이브 장치들은 BLE 통신 회로가 배치된 일부 슬레이브 장치(22-1, 22-m)를 기준으로 슬레이브 그룹으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 그룹은 BLE 통신 회로가 배치된 슬레이브 장치를 중심으로 BLE 신호가 스캔되는 범위(예를 들어, 약 50 미터 범위)내의 주변 슬레이브 장치들로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 9, each of the slave devices 22, 22-1, ... includes a UWB communication circuit for detecting a UWB beacon signal broadcast by the tag device 11, and is disposed at a predetermined distance. In the slave devices 22-1 and 22-m, a BLE communication circuit for scanning a BLE signal broadcast by the tag device 11 may be disposed. In this case, the slave devices may be divided into slave groups based on some of the slave devices 22-1 and 22-m in which the BLE communication circuit is disposed. For example, the slave group may be formed of peripheral slave devices within a range (for example, a range of about 50 meters) in which a BLE signal is scanned centering on a slave device in which a BLE communication circuit is disposed, but is not limited thereto. .

서버(23)는 각 슬레이브 장치(22, 22-1,..)에 접근하는 태그 장치(11)의 사용자 정보 인증 및 위치 인증을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 각 슬레이브 그룹의 BLE 통신 회로는 태그 장치(11)의 BLE 신호를 스캔하고 태그 장치(11)의 사용자 정보가 수신되면 이를 서버(23)로 전송할 수 있다. 서버(23)는 태그 장치(11)의 사용자 정보를 인증하고, 인증이 완료되면 해당 BLE 통신 회로가 포함된 슬레이브 그룹 내의 슬레이브 장치들의 UWB 통신 회로 동작을 개시할 수 있다. 이후, 서버(23)는 각 슬레이브 장치에서 검출된 UWB 비콘 신호들을 수신하고, UWB 비콘 신호들의 검출 시간차를 이용하여 태그 장치(11)의 위치값을 산출할 수 있다. The server 23 may perform user information authentication and location authentication of the tag device 11 accessing each of the slave devices 22, 22-1, .... More specifically, the BLE communication circuit of each slave group may scan the BLE signal of the tag device 11 and transmit it to the server 23 when user information of the tag device 11 is received. The server 23 may authenticate user information of the tag device 11 and, upon completion of the authentication, may start the UWB communication circuit operation of the slave devices in the slave group including the corresponding BLE communication circuit. Thereafter, the server 23 may receive the UWB beacon signals detected by each slave device, and calculate the position value of the tag device 11 by using the detection time difference between the UWB beacon signals.

한편, 위에서는 BLE 신호 스캔 범위를 기준으로 슬레이브 장치들을 그룹핑하는 것으로 설명하였으나, 각 슬레이브 장치에 BLE 통신 회로를 배치할 수도 있다. 이 경우, 서버(23)는 사용자 인증이 완료된 슬레이브 장치의 UWB 통신 회로의 동작을 개시할 수 있다. 또한, 슬레이브 장치의 BLE 통신 회로와 UWB 통신 회로는 다른 통신 회로로 대체될 수 있음은 본 발명의 기술분야의 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. Meanwhile, although it has been described above as grouping the slave devices based on the BLE signal scan range, a BLE communication circuit may be disposed in each slave device. In this case, the server 23 may start the operation of the UWB communication circuit of the slave device for which user authentication has been completed. In addition, it will be easily understood by those skilled in the art that the BLE communication circuit and the UWB communication circuit of the slave device can be replaced with other communication circuits.

한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 태그 식별 동작은 소프트웨어로 생성되어 다양한 전자 장치에 탑재될 수 있다. Meanwhile, the tag identification operation according to the various embodiments described above may be generated by software and mounted on various electronic devices.

예를 들어, 태그 장치가 제1 무선 통신 신호를 브로드캐스팅하는 단계; 태그 식별 장치가 사용자 인증 거리 범위 내의 제1 무선 통신 신호를 추출하는 단계; 태그 식별 장치가 추출된 신호에 대한 응답 신호를 태그 장치로 전송하는 단계; 태그 장치가 태그 장치의 사용자 정보를 태그 식별 장치로 전송하는 단계; 태그 식별 장치가 수신된 사용자 정보에 기반하여 사용자 인증을 수행하는 단계; 사용자 인증이 완료됨에 따라 태그 장치가 제2 무선 통신 신호를 브로드캐스팅하는 단계; 태그 식별 장치가 제2 무선 통신 신호를 검출하는 단계; 태그 식별 장치가 검출된 제2 무선 통신 신호의 도달 시간 구간을 기초로 태그 장치의 위치값을 산출하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 설치될 수 있다.For example, the tag device broadcasting a first wireless communication signal; Extracting, by the tag identification device, a first wireless communication signal within a user authentication distance range; Transmitting, by the tag identification device, a response signal to the extracted signal to the tag device; Transmitting, by the tag device, user information of the tag device to the tag identification device; Performing, by the tag identification device, user authentication based on the received user information; Broadcasting, by the tag device, a second wireless communication signal when user authentication is completed; Detecting, by the tag identification device, a second wireless communication signal; A non-transitory computer readable medium in which a program for performing the step of calculating the position value of the tag device based on the arrival time interval of the second wireless communication signal detected by the tag identification device may be installed. have.

여기서, 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 미들웨어 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.Here, the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short moment, such as a register, a cache, and a memory. Specifically, the above-described various middleware or programs may be stored and provided in a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, and ROM.

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. 또한, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are described, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 태그 식별 시스템
11: 태그 장치
12, 12-1, 12-n: 태그 식별 장치
210: 제1 무선 통신부
220: 제2 무선 통신부
230: 신호 제어부
310: 제3 무선 통신부
320: 제4 무선 통신부
330: 태그 식별부
340: 물리 기능부
810: 레이더부
501, 502, 503: 안테나10: tag identification system
11: tag device
12, 12-1, 12-n: tag identification device
210: first wireless communication unit
220: second wireless communication unit
230: signal control unit
310: third wireless communication unit
320: fourth wireless communication unit
330: tag identification unit
340: physical function unit
810: radar unit
501, 502, 503: antenna

Claims (11)

제1 무선 통신 신호 및 제2 무선 통신 신호 각각을 브로드캐스팅(broadcasting)하는 태그 장치; 및
사용자 인증 거리 범위 내의 제1 무선 통신 신호를 추출하여 상기 태그 장치와 데이터 통신 채널을 개시하고, 상기 데이터 통신 채널을 통해 제공받은 사용자 정보를 기초로 사용자 인증을 수행하며, 상기 제2 무선 통신 신호를 검출하여 상기 태그 장치의 위치를 식별하는 적어도 하나의 태그 식별 장치를 포함하되,
상기 태그 장치는 상기 사용자 인증의 결과값이 수신됨에 따라 상기 제2 무선 통신 신호의 브로드캐스팅을 개시하고,
상기 태그 식별 장치는 이격 배치된 복수의 안테나를 포함하며, 상기 복수의 안테나 각각에서 검출된 제2 무선 통신 신호의 시간 구간 차이값 및 도달 각도를 기초로 상기 태그 식별 장치의 일 점에서부터 상기 태그 장치까지의 거리값 및 삼차원 방향값을 산출하고, 상기 태그 장치까지의 거리값 및 삼차원 방향값을 기초로 상기 태그 장치가 인증 거리 및 인증 각도 내에 위치하는지 인증하고, 상기 인증 각도는 예각이며,
상기 복수의 안테나 각각에서 수신되는 제2 무선 통신 신호는 나노세컨드(nano-second) 단위의 시간 구간으로 동기화되는 것인 태그 식별 시스템. A tag device for broadcasting each of the first wireless communication signal and the second wireless communication signal; And
Initiating a data communication channel with the tag device by extracting a first wireless communication signal within a user authentication distance range, performing user authentication based on user information provided through the data communication channel, and transmitting the second wireless communication signal At least one tag identification device for detecting and identifying the location of the tag device,
The tag device starts broadcasting the second wireless communication signal as a result of the user authentication is received,
The tag identification device includes a plurality of antennas spaced apart from each other, and the tag device from one point of the tag identification device based on a time interval difference value and an arrival angle of the second wireless communication signal detected by each of the plurality of antennas. A distance value to and a three-dimensional direction value are calculated, and based on the distance value to the tag device and a three-dimensional direction value, it is authenticated whether the tag device is located within an authentication distance and an authentication angle, and the authentication angle is an acute angle,
A tag identification system wherein the second wireless communication signal received from each of the plurality of antennas is synchronized in a time interval in a nano-second unit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 태그 식별 장치는 스캔되는 제1 무선 통신 신호들 중에서 상기 사용자 인증 거리 범위 내의 신호가 추출됨에 따라 응답 신호를 전송하며,
상기 태그 장치는 상기 응답 신호가 수신됨에 따라 상기 데이터 통신 채널을 개시하는 태그 식별 시스템. The method of claim 1,
The tag identification device transmits a response signal as a signal within the user authentication distance range is extracted from among the scanned first wireless communication signals,
The tag identification system for initiating the data communication channel upon receiving the response signal. 제5 항에 있어서,
상기 제1 무선 통신 신호는 BLU(Bluetooth Low Energy) 기반의 애드버타이징 신호(advertising signal)이고, 상기 응답 신호는 BLU 기반의 연결 초기화(initiate connection) 신호인 태그 식별 시스템. The method of claim 5,
The first wireless communication signal is a Bluetooth Low Energy (BLU)-based advertising signal, and the response signal is a BLU-based initiate connection signal. 제1 항에 있어서,
상기 제2 무선 통신 신호는 UWB(ultra wide-band) 비콘(beacon) 신호인 태그 식별 시스템. The method of claim 1,
The second wireless communication signal is an ultra wide-band (UWB) beacon signal. 제 1 항에 있어서,
상기 태그 식별 장치는 신호를 송출하고, 상기 송출된 신호가 되돌아오는 시간을 측정하는 레이더를 더 포함하며,
상기 태그 식별 장치는 상기 레이더에서 측정된 시간을 기초로 상기 태그 장치를 소지 또는 탑재하지 않은 사람 또는 사물이 존재하는지 여부를 판단하는 태그 식별 시스템. The method of claim 1,
The tag identification device further includes a radar that transmits a signal and measures a time when the transmitted signal returns,
The tag identification device determines whether a person or object with or without the tag device exists based on the time measured by the radar. 제 1 항에 있어서,
상기 제2 무선 통신 신호가 브로드캐스팅되는 시간 간격은 상기 제1 무선 통신 신호가 브로드캐스팅되는 시간 간격보다 짧은 태그 식별 시스템. The method of claim 1,
A tag identification system in which a time interval in which the second wireless communication signal is broadcast is shorter than a time interval in which the first wireless communication signal is broadcast. 일정 시간 간격으로 제1 무선 통신 신호를 스캔하는 제1 무선 통신부;
상기 제1 무선 통신 신호와 상이한 통신 방식의 제2 무선 통신 신호를 검출하는 제2 무선 통신부; 및
사용자 인증 거리 범위 내의 제1 무선 통신 신호가 스캔됨에 따라 형성된 데이터 통신 채널을 통해 다른 장치의 사용자 정보를 획득하고, 상기 획득된 사용자 정보를 기초로 상기 다른 장치의 사용자 인증을 수행하며, 상기 제2 무선 통신 신호의 도달 시간 구간을 기초로 상기 다른 장치의 위치값을 산출하는 태그 식별부를 포함하되,
상기 태그식별부는 상기 제2 무선 통신 신호의 시간 구간 차이값 및 도달 각도를 기초로 일 점에서부터 상기 다른 장치까지의 거리값 및 삼차원 방향값을 산출하고, 상기 다른 장치까지의 거리값 및 삼차원 방향값을 기초로 상기 다른 장치가 인증 거리 및 인증 각도 내에 위치하는지 인증하고, 상기 인증 각도는 예각이며,
상기 제2 무선 통신부는 상기 사용자 인증이 완료됨에 따라 동작 개시되고,
상기 제2 무선 통신 신호는 나노세컨드(nano-second) 단위의 시간 구간으로 동기화되는 것인 태그 식별 장치. A first wireless communication unit that scans a first wireless communication signal at a predetermined time interval;
A second wireless communication unit detecting a second wireless communication signal of a different communication method than the first wireless communication signal; And
Acquires user information of another device through a data communication channel formed as a first wireless communication signal within a user authentication distance range is scanned, and performs user authentication of the other device based on the acquired user information, and the second Including a tag identification unit for calculating the position value of the other device based on the arrival time interval of the wireless communication signal,
The tag identification unit calculates a distance value and a three-dimensional direction value from one point to the other device based on a time interval difference value and an arrival angle of the second wireless communication signal, and a distance value and a three-dimensional direction value to the other device Based on the authentication whether the other device is located within the authentication distance and the authentication angle, the authentication angle is an acute angle,
The second wireless communication unit starts to operate as the user authentication is completed,
The tag identification device that the second wireless communication signal is synchronized in a time interval in a nano-second unit. 제 10항에 있어서,
상기 제1 무선 통신 신호는 BLE(Bluetooth Low Energy) 신호이고, 상기 제2 무선 통신 신호는 UWB(Ultra Wide-band) 비콘(beacon) 신호인 태그 식별 장치. The method of claim 10,
The first wireless communication signal is a Bluetooth Low Energy (BLE) signal, and the second wireless communication signal is an ultra wide-band (UWB) beacon signal.
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