KR102403116B1 - 초음파 융착에 의해 수분침투 가능성을 최소화한 지하매설물 rfid 표지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수분침투 가능성을 최소화한 지하매설물 RFID 표지기에 관한 것으로, RF 안테나를 수용하기 위해 내부공간을 갖는 메인바디와 하부 커버를 접합하기 위하여 접착제를 사용하는 대신 초음파 융착을 함으로써 접착제 사용으로 인한 수분침투 및 RF 안테나 손상 문제를 해소하고 높은 신뢰성을 갖도록 한 것이다.
이러한 본 발명은, 메인바디는 수평부와, 수평부의 외측변과 내측변에서 각각 하방으로 연장된 외측 수직부와 내측 수직부로 이루어지되, 외측 수직부의 하단면과 내측 수직부의 하단면에는 각각 둘레방향을 따라 상측으로 요입된 삽입홈이 형성되며, 하부 커버의 외측변과 내측변에는 각각 둘레방향을 따라 상측으로 돌출된 돌기라인이 형성되어 메인바디 외측 수직부 하단면과 내측 수직부 하단면의 삽입홈에 대응하여 삽입되며, 돌기라인 각각의 상단면을 따라 중단 없이 연속적으로 돌출 형성되어 메인바디 외측 수직부 하단면의 삽입홈 천정면과 내측 수직부 하단면의 삽입홈 천정면에 밀착된 상태로 초음파 융착된 접합라인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 융착에 의해 수분침투 가능성을 최소화한 지하매설물 RFID 표지기{Underground burial RFID tag minimizes the possibility of water penetration by ultrasonic welding}

본 발명은 지하매설물 RFID 표지기에 관한 것으로, 특히 RF 안테나를 수용하기 위해 내부공간을 갖는 메인바디와 하부 커버를 접합하기 위하여 접착제를 사용하는 대신 초음파 융착을 함으로써 접착제 사용으로 인한 수분침투 및 RF 안테나 손상 문제를 해소하고 높은 신뢰성을 갖도록 한 지하매설물 RFID 표지기에 관한 것이다.

일반적으로, 공공시설, 도로, 아파트 등의 부지에 상수도관, 가스관과 같은 지하매설물을 매립할 때 지상에서 그 매립물의 위치를 정확히 알 수 없기 때문에 일정 거리마다 지하매설물의 위치정보를 제공하기 위하여 위치정보 제공장치를 지하매설물 상측에 함께 매설하고 있다.

이와 관련하여 종래의 위치정보 제공장치 중 한 가지가 도 1에 예시되어 있다. 도시된 것처럼 종래의 위치정보 제공장치는 몸체(310), 자성체(320), RFID 칩(330), 및 안테나(340)를 주요 구성요소로 구비되었으며, 인식거리를 늘리기 위하여 자성체를 가운데에 두고 그 주위면를 LF대역(Low Frequency) 안테나 코일로 감아 자기장을 조합시켜 안테나의 자기장을 크게 하였다.

이같은 지하매설물 위치정보 제공장치를 시공하는 과정을 살펴보면, 지하매설물을 먼저 매설하고 나서 지하매설물을 보호하기 위한 보호판을 수평하게 설치하며, 그 상측으로 모래를 다진 후 그 모래 다짐 위에 위치정보 제공장치를 올려 놓고 토사로 메운 후 콘크리트 등으로 포장하는 일련의 과정을 거치게 된다.

이 일련의 시공과정에서 위치정보 제공장치를 모래 다짐 위에 올려 놓고 토사 및 자갈로 메울 때 위치정보 제공장치의 정확한 위치가 틀어지는 일이 빈번히 발생하였다. 이는 위치정보 제공장치의 몸체(310)가 토사 및 자갈이 위에서 쏟아질 때 가해지는 하중에 대해 자세를 안정적으로 유지하기 어려운 형태를 가지고 있었기 때문이었다.

또한, 안테나(340)가 내부에 설치되는 몸체(310)의 경우 상단부(410)와 하단부(430)에 서로 대면하는 접합부(A)를 마련하고 그 접합부(A)를 접착제로 접착하여 수분의 침투를 차단하도록 하였는데, 접착제를 사용하는 경우 몸체(310) 둘레방향으로 형성된 접합부(A) 전체에 걸쳐 접착제의 도포 두께를 동일하게 맞추는 것이 사실상 불가능한 관계로 접착제 경화 후 도포 두께가 상대적으로 얇은 부위에서 쉽게 틈새가 발생하고 수분이 침투하는 고질적인 문제에 직면하였다.

또한, 몸체(310) 하단부에 원통형의 형상을 갖고 일체로 형성된 내부(420) 외주면에는 코일을 감아서 안테나(340)를 구성하였는데, 이처럼 몸체(310) 자체에 코일을 감아서 안테나를 구성하기 때문에 생산성이 떨어지며, 코일을 중첩되지 않도록 정밀하게 감는 것이 사실상 불가능하였다. 따라서 부분적으로 중첩되게 감겨 있는 코일로 인해 안테나에서 송출되는 신호에 노이즈가 발생하여 인식거리가 짧아지는 문제가 있었다.

한국공개특허공보 제2011-0004167호(2011.01.13.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 RF 안테나를 수용하기 위해 내부공간을 갖는 메인바디와 하부 커버를 접합하기 위하여 접착제를 사용하는 대신 초음파 융착을 함으로써 접착제 사용으로 인한 수분침투 및 RF 안테나 손상 문제를 해소하고 높은 신뢰성을 갖도록 한 지하매설물 RFID 표지기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 지하매설물 RFID 표지기는, 지하매설물과 함께 매설되어 지하매설물의 위치정보를 제공하는 지하매설물 RFID 표지기로서, 둘레방향을 따라 링 형상으로 형성되며 하면이 개방된 내부공간을 갖는 메인바디; 납작한 링 형상으로 형성되고 상기 메인바디의 개방된 하면을 하측에서 덮어주어 상기 메인바디의 내부공간으로 수분이 침투하지 못하도록 차단하는 하부 커버; 및 코일이 링 형상으로 수직 적층되어 상기 메인바디의 내부공간에 수용되도록 한 RF 안테나;를 포함하며, 상기 메인바디는 수평부와 상기 수평부의 외측변과 내측변에서 각각 하방으로 연장된 외측 수직부와 내측 수직부로 이루어지되, 상기 외측 수직부의 하단면과 내측 수직부의 하단면에는 각각 둘레방향을 따라 상측으로 요입된 삽입홈이 형성되며, 상기 하부 커버의 외측변과 내측변에는 각각 둘레방향을 따라 상측으로 돌출된 돌기라인이 형성되어 상기 메인바디 외측 수직부 하단면과 내측 수직부 하단면의 삽입홈에 대응하여 삽입되며, 상기 돌기라인 각각의 상단면을 따라 중단 없이 연속적으로 돌출 형성되어 상기 메인바디 외측 수직부 하단면의 삽입홈 천정면과 내측 수직부 하단면의 삽입홈 천정면에 밀착된 상태로 초음파 융착된 접합라인을 구비하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 접합라인은 상기 돌기라인 하나당 2열씩 구비되어 이중 접합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 접합라인은 상단이 첨예하게 형성된 삼각 단면의 라인으로 형성되어 초음파 융착 시 작은 가압력에 의해서도 첨예하게 형성된 상기 접합라인의 상단이 쉽게 용융되어 접합될 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인바디 및 하부 커버와는 별도의 개체로 구비되어 상기 메인바디의 내부공간에 상기 RF 안테나와 함께 수용되며 상기 RF 안테나를 내측에서 변형되지 않도록 지지하는 지지링을 더 포함하며, 상기 지지링은 상기 RF 안테나의 내주면과 접촉하면서 상기 RF 안테나의 코일이 수직 적층된 상태를 유지하도록 지지하는 수직한 외주면을 갖는 링 형상의 수직벽체부와, 상기 수직벽체부의 상단부에서 외측으로 수평하게 연장 형성된 수평연장부로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인바디의 천정면에는 하방으로 돌출된 복수의 지지돌기가 둘레방향을 따라 이격을 두고 형성되며, 상기 수평연장부에는 상기 지지돌기가 교차하여 인입되는 인입홈이 형성되어 상기 지지링의 회전 변위를 억제할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 RF 안테나는, 하나의 코일이 나선형으로 감기면서 순차적으로 수직 적층된 상태에서 둘레방향을 따라 이격을 두고 지정된 다수의 지점을 상하방향으로 둘러서 감싸주는 자립테이프를 구비함으로써 코일이 수직 적층된 상태 그대로 자립할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인바디의 내측 중앙 지점을 기점으로 방사상으로 분기되어 상기 메인바디의 내주면까지 수평하게 연장되어 일체화되고 수평하게 납작한 형태를 갖는 복수의 제1변위억제부를 더 구비하여 토사에 의해 매립될 때 상기 메인바디가 부분적으로 들뜨면서 수직방향으로 편차 변위되지 않도록 하되, 상기 제1변위억제부는 상기 메인바디의 내주면 중 가장 낮은 최하단부에서 일체화되어 상기 메인바디를 하측에서 지지해주는 다짐면에 상기 제1변위억제부가 접하여 지지되도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인바디의 내측 중앙 지점을 기점으로 방사상으로 분기되어 상기 제1변위억제부 상면에 일체화되고 수직하게 납작한 형태를 갖는 복수의 제2변위억제부를 더 구비하여 토사에 의해 매립될 때 상기 제1변위억제부가 토사의 압력에 의해 변형되지 않도록 강도를 보강하면서 상기 메인바디가 수평 변위 및 회전 변위되지 않도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 지하매설물 관리시스템은, 전술된 지하매설물 RFID 표지기; 상기 지하매설물 RFID 표지기의 위치정보를 저장 및 제공하고 각각의 지하매설물 RFID 표지기가 담당하는 지하매설물의 정보도 함께 저장 및 제공하는 관리서버; 상기 지하매설물 RFID 표지기를 인식하는 리더기; 및 전용 소프트웨어에 의해 상기 리더기의 지하매설물 RFID 표지기 인식에 따른 위치를 맵과 함께 화면에 디스플레이하는 단말기;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

본 발명에 의한 지하매설물 RFID 표지기는 RF 안테나를 수용하기 위해 내부공간을 갖는 메인바디와 하부 커버를 접합하기 위하여 접착제를 사용하는 대신 초음파 융착으로 이중접합 구조를 구축함으로써 접착제 사용으로 인한 수분침투 및 RF 안테나 손상 문제를 해소하고 높은 신뢰성을 갖도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 지지링에 의해 RF 안테나를 안정적으로 지지하여 코일의 수직 적층된 상태를 손상 없이 보존할 수 있게 되어 제품 제조를 쉽게 할 수 있는 것은 물론 시공과정에서 토사에 의해 매설될 때 충격이 가해지더라도 RF 안테나 코일의 수직 적층 상태 손상으로 인한 노이즈의 발생을 최소화하고 높은 인식률을 지속적으로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 변위억제부를 구비한 구성에 의해 시공과정에서 토사에 의해 매설될 때 쏟아지는 토사의 하중으로 인한 영향력을 최소화함으로써 메인바디의 변형이나 파손을 억제하는 것은 물론 지정된 위치에서 쉽게 변위되지 않기 때문에 매설작업을 보다 쉽게 할 수 있다.

도 1a는 종래기술을 설명하기 위한 절개사시도
도 1b는 종래기술을 설명하기 위한 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기의 사시도
도 3는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기의 분해사시도
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기의 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기에서 메인바디의 사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기에서 메인바디의 저면 사시도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기에서 지지링과 RF 안테나가 하나의 모듈로 조합된 상태의 사시도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기에서 RF 안테나의 세부 구성을 설명하기 위한 참조사시도
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기를 적용한 지하매설물 관리시스템

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 지하매설물 RFID 표지기에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 지니고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 지니는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<실시예>

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기의 사시도이며, 도 3는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기의 분해사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기는 메인바디(110), 하부 커버(120), 지지링(130), RF 안테나(140)를 주요 구성요소로 포함하며, RF 안테나(140)의 코일(141a)이 중첩 없이 수직 적층된 상태를 안정적으로 보존함으로써 노이즈 없는 높은 인식률을 지속적으로 유지할 수 있고, 시공과정에서 토사에 의해 매설될 때 변형이나 파손을 억제하는 것은 물론 지정된 위치에서 쉽게 변위되지 않도록 억제할 수 있어서 매설작업이 쉬워지며, 접착제 사용으로 인한 수분침투 및 RF 안테나(140) 손상 문제도 완전히 해소할 수 있도록 구성된다.

이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기에 대해 상세히 설명한다.

상기 메인바디(110)는 둘레방향을 따라 링 형상으로 형성되며 상기 지지링(130)과 RF 안테나(140)를 함께 수용할 수 있도록 하면이 개방된 내부공간을 갖느다. 이를 위해 도 6에 도시된 것처럼 상기 메인바디(110)의 수용부(111)는 수평부(111a)와, 상기 수평부(111a)의 외측변과 내측변에서 각각 하방으로 연장된 외측 수직부(111b)와 내측 수직부(111c)로 이루어진다.

상기 외측 수직부(111b)의 하단면과 내측 수직부(111c)의 하단면에는 도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼 각각의 둘레방향을 따라 상측으로 요입된 삽입홈(111d)이 형성된다. 이로써, 하부 커버(120)의 외측변과 내측변에서 각각 둘레방향을 따라 상측으로 돌출된 한 쌍의 베이스(122a,122b) 상면에서 한번 더 상측으로 돌출된 돌기라인(122c)이 상기 메인바디(110) 외측 수직부(111b) 하단면과 내측 수직부(111c) 하단면의 삽입홈(111d)에 대응하여 삽입된다.

상기 메인바디(110)의 변위억제부(110a)는 내측 중앙 지점을 기점으로 방사상으로 분기되어 상기 메인바디(110)의 내주면까지 수평하게 연장되어 일체화되고 수평하게 납작한 형태를 갖는 복수의 제1변위억제부(113)를 기본적으로 구비한다. 상기 제1변위억제부(113)를 구비한 구성에 의하면, 다짐 모래 위에 지하매설물 RFID 표지기를 올려 놓고 토사로 매립할 때 토사 일부로 제1변위억제부(113)를 가볍게 미리 다져주면 그 다져진 토사에 의해 제1변위억제부(113)가 다져진 토사에 의해 고정된 상태가 되면서 이후 상측에서 본격적인 매립을 위하여 추가로 쏟아지는 토사에 의해 메인바디(110)가 부분적으로 들뜨면서 수직방향으로 편차 변위되지 않도록 효과적으로 저항하게 된다. 여기서 제1변위억제부(113)는 메인바디(110)의 수용부(111)의 내주면 중 가장 낮은 최하단부에서 접합된 형태로 일체화된다. 그러면 상기 메인바디(110)를 하측에서 지지해주는 다짐 모래의 다짐면에 제1변위억제부(113)가 접하면서 보다 안정적으로 지지된다. 상기 제1변위억제부(113)에는 미도시된 앵커를 관통시켜 메인바디(110)를 다짐 모래의 다짐면에 더 안정적으로 고정할 수 있도록 한 앵커홀(113a)이 더 형성된다.

상기 메인바디(110)의 변위억제부(110a)는 내측 중앙 지점을 기점으로 방사상으로 분기되어 상기 제1변위억제부(113) 상면에 일체화되고 수직하게 납작한 형태를 갖는 복수의 제2변위억제부(114)를 더 구비한다. 이같은 제2변위억제부(114)의 구성에 따르면 제1변위억제부(113)가 토사의 압력에 의해 변형되지 않도록 강도를 보강하는 동시에 토사로 매립할 때 토사 일부로 가볍게 미리 다져주면 수직한 제2변위억제부(114)가 다져진 토사에 의해 고정된 상태가 되어 이후 매설을 위해 상측에서 쏟아지는 토사에 의해 메인바디(110)가 수평 변위 및 회전 변위되지 않도록 억제된다. 여기서 상기 제2변위억제부(114)는 메인바디(110)의 내측 중앙 지점을 기점으로 하여 동일 높이로 형성되다가 일정 거리 이후부터는 점진적으로 낮아지면서 경사진 형태로 형성된다. 이처럼 제2변위억제부(114)를 동일 높이로 형성된 부위(114a)만으로 구성하지 않고 경사진 부위(114b)로 마감하여 각진 모서리 부위를 제거해주면 상기 제2변위억제부(114)의 길이를 최대한 확보하면서도 메인바디(110)의 중심에서 가장 거리가 먼 지점에서 불필요하게 강한 회전 모멘트를 발생시킬 우려를 해소할 수 있다. 또한, 앵커홀(113a)에 미도시된 앵커를 관통시켜 타격할 때 간섭되는 문제도 방지할 수 있다.

상기 메인바디(110)에서 수용부(111)의 수평부(111a) 하측면에 해당하는 천정면에는 도 6에 도시된 것처럼 하방으로 돌출된 복수의 지지돌기(112a)가 둘레방향을 따라 이격을 두고 형성된다. 이로써 상기 지지링(130)의 수평연장부(132)에 형성된 인입홈(132a)에 상기 지지돌기(112a)가 교차하여 인입된 상태가 되면서 상기 지지링(130)이 회전방향을 포함하여 다른 방향으로도 변위되지 않도록 억제할 수 있게 된다. 나아가 상기 메인바디(110)의 내측 수직부(111c) 외주면에는 각각의 지지돌기(112a)와 마주하도록 복수의 수직돌부(112b)가 형성된다. 이같은 구성에 의하면 상기 지지링(130)이 지지돌기(112a)와 수직돌부(112b) 사이에서 구속되면서 외부 충격에 의해 과도하게 흔들리는 문제를 방지할 수 있다.

상기 하부 커버(120)는 도 3과 같이 납작한 링 형상으로 형성되고 메인바디(110) 수용부(111)의 개방된 하면을 하측에서 덮어주어 수분이 침투하지 못하도록 차단하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 하부 커버(120)에는 외측변과 내측변에서 각각 둘레방향을 따라 상측으로 돌출된 돌기라인(122c)이 형성되어 상기 메인바디(110)의 외측 수직부(111b) 하단면과 내측 수직부(111c) 하단면의 삽입홈(111d)에 대응하여 삽입된다. 그리고 상기 돌기라인(122c) 각각은 도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼 상단면을 따라 중단 없이 연속적으로 돌출 형성된 접합라인(122d)을 구비하여 상기 삽입홈(111d) 천정면에 밀착된 상태로 초음파 융착된다. 주목할 점은 상기 접합라인(122d)의 경우 돌기라인(122c) 하나당 2열씩 구비되어 초음파 융착에 의해 상기 삽입홈(111d) 천정면에 이중으로 접합된다는 점이다. 이로써 2열의 접합라인(122d)으로 구축된 이중의 방수구조를 구축할 수 있게 되어 수분의 침투를 보다 안전하게 차단할 수 있게 된다.

상기 접합라인(122d)의 경우 상단이 첨예하게 형성된 삼각 단면의 라인으로 형성된다. 이로써 도 4a와 같이 초음파 융착 전 상태에서 도 4b와 같이 초음파 융착 시에는 작은 가압력에 의해서도 첨예하게 형성된 상기 접합라인(122d)의 상단이 쉽게 용융되어 접합된다.

이처럼 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기는 RF 안테나(140)를 수용하는 메인바디(110)와 하부 커버(120) 간에 초음파 융착을 이용한 이중접합 구조를 구축함으로써 접착제 사용을 완전히 배제하면서도 수분의 침투를 안전하게 차단할 수 있게 된다. 만일 메인바디(110)와 하부 커버(120)의 접합을 위해 기존과 같이 접착제를 사용한다면 전체 접합부위에서 접착제의 도포 두께를 동일하게 맞추는 것이 사실상 불가능하여 접착제가 경화된 후에 도포 두께가 상대적으로 얇은 부위에서 쉽게 틈새가 발생하면서 수분이 침투하는 문제를 피하기 어렵게 된다. 또한, 충분한 양으로 도포하려다가 남게 되는 일부 접착제는 메인바디(110) 내부공간에 수용되는 RF 안테나(140)의 코일(141a)까지 유입되어 들러붙으면서 RF 안테나(140)에 대한 인식률을 저하시키는 원인이 되기도 한다. 하지만 접착제 사용을 완전히 배제하고 초음파 융착으로 안전하게 이중접합하는 본 발명에서는 그와 같은 염려들이 전혀 없다.

상기 지지링(130)은 메인바디(110) 및 하부 커버(120)와는 별도의 개체로 구비되어 메인바디(110)의 내부공간에 RF 안테나(140)와 함께 수용되며 RF 안테나(140)를 내측에서 변형되지 않도록 지지하는 역할을 한다. 상기 지지링(130)은 RF 안테나(140)의 내주면과 접촉하면서 상기 RF 안테나(140)의 코일(141a)이 수직 적층된 상태를 유지하도록 지지하는 수직한 외주면을 갖는 링 형상의 수직벽체부(131)와, 수직벽체부(131)의 상단부에서 외측으로 수평하게 연장 형성된 수평연장부(132)를 포함하여 이루어진다.

상기 지지링(130)의 수평연장부(132)에는 메인바디(110)의 천정면에서 하방으로 돌출된 복수의 지지돌기(112a)가 교차하여 인입되는 인입홈(132a)이 형성된다. 이로써 상기 지지링(130)이 메인바디(110)의 내부공간에 수용될 때 메인바디(110)의 내부공간 천정면에 형성된 지지돌기(112a)에 의해 회전 변위를 포함한 다양한 방향의 변위가 발생되지 않도록 안전하게 구속된다.

이같은 지지링(130)이 구비된 구성에 따르면, RF 안테나(140)를 제조할 때부터 하나의 코일(141a)이 상기 지지링(130)의 수직벽체부(131) 외주면에 순차적으로 감기면서 수직하게 적층되도록 하여 상기 지지링(130)과 하나의 모듈을 이루도록 할 수 있다. 그러면 RF 안테나(140) 제조를 위하여 하나의 코일(141a)을 순차적으로 감으면서 수직하게 적층할 때 상기 지지링(130)이 코일(141a)이 정확하게 적층되도록 안내를 받기 때문에 제조가 쉬워지고 불량률도 그만큼 줄어드는 장점이 있다.

한편 상기 지지링(130)은 이미 제조된 RF 안테나(140)를 끼워서 지지하는 축소된 역할을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이 경우 RF 안테나(140)는 코일(141a)을 수직 적층시킨 상태에서 자립테이프(143)를 사용하여 자립시키는 방법으로 제조된다. 그리고 이렇게 제조된 RF 안테나(140)를 지지링(130)의 수직벽체부(131)에 간단히 끼워서 지지하면 된다. 상기 지지링(130)에 RF 안테나(140)가 제조 시부터 하나의 모듈로 조합된 형태이든, 이미 제조된 상태의 RF 안테나(140)가 끼워진 형태이든 양자 모두 상기 지지링(130)이 RF 안테나(140)의 수직 적층된 코일(141a)을 붕괴되지 않도록 보존하는데 큰 역할을 하게 된다.

상기 RF 안테나(140)는 지하매설물의 위치정보를 제공하는 역할을 하는 것으로, 하나의 코일(141a)이 링 형상을 그리도록 나선형으로 감기면서 중첩 없이 순차적으로 수직 적층되어 이루어진 코일 적층체(141)와, 상기 코일(141a)의 단부와 연결되어 상기 코일 적층체(141)의 외주면에 설치되는 커패시터(142)로 이루어진다. 여기에 더해 상기 코일 적층체(141)의 둘레방향을 따라 이격을 두고 지정된 다수의 지점을 상하방향으로 둘러서 감싸주는 자립테이프(143)를 더 구비하여 상기 코일(141a)이 수직 적층된 상태 그대로 자립할 수 있도록 구성된다. 이같은 코일 자립형 RF 안테나(140)의 경우 지금까지 시도되지 않은 독특한 형태라 할 수 있으며 도 8에 도시된 것처럼 하나의 코일(141a)이 중첩 없이 수직 적층된 형태를 유지할 수 있게 되면 노이즈 발생을 최소화하고 더 높은 인식률을 확보하는 것이 가능해진다.

이같은 RF 안테나(140)는 자립테이프(143)에 의해 코일(141a)이 중첩 없이 수직 적층된 상태를 그대로 유지하여 자립 가능한 상태로 구비되었지만, 앞서 설명된 지지링(130)과 조합되는 경우 토사에 의해 지하에 매립될 때 가해지는 외부 압력 및 충격, 흔들림 등의 악조건 속에서도 보다 안전하게 형태를 보호받을 수 있게 된다.

한편, 전술된 본 발명의 실시예에 의한 지하매설물 RFID 표지기는 도 9에 도시된 것처럼 관리서버, 리더기 혹은 센서를 장착하고 있는 단말기와 함께 무선통신을 이용한 지하매설물 관리시스템을 구성한다.

이에 도 9는 본 발명의 지하매설물 관리시스템의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.

본 발명의 지하매설물 관리시스템은 다수의 RFID 표지기를 비롯하여 관리서버, 리더기, 단말기를 포함하여 구성된다.

상기 관리서버의 경우 상기 RF 안테나(140)를 수용하고 있는 지하매설물 RFID 표지기의 위치정보와 해당 지하매설물의 세부정보를 저장 및 제공하는 역할을 한다.

상기 단말기는 전용의 단말기를 제작하여 사용하는 것도 가능하며 스마트폰 등에 전용 소트트웨어를 설치하여 이용할 수 있다. 상기 단말기는 지하매설물 RFID 표지기의 RF 안테나(140)가 송신하는 신호를 인식하는 리더기 또는 센서를 구비한다. 이로써 RF 안테나(140) 인식에 따른 해당 지하매설물 RFID 표지기의 위치정보를 화면에 디스플레이한다.

여기에 AR(증강현실) 서버를 더 포함시킬 수 있는데, 상기 AR 서버는 상기 관리서버와 연계하여 지하매설물 RFID 표지기가 설치된 지역의 증강현실 구현을 위한 공간정보를 포함하는 AR 정보를 저장한다. 여기에는 2차원의 공간객체를 3차원으로 표현하기 위하여 점, 선, 면형의 객체에 따라 공간정보를 저장하고 속성필드, 리소스 파일 등을 관리하는 것이 포함된다. 이같은 AR 구현을 위한 기술은 다른 기술분야에서 널리 활용되고 있으므로 그것을 지하매설물 RFID 표지기가 설치된 지역에 적용하기만 하면 얼마든지 구현 가능하다.

이처럼 본 발명의 실시예에 의한 관리시스템은 최근의 무선통신망을 적극적으로 이용하여 관리서버와 지하매설물 RFID 표지기를 중심으로 하는 체계적인 유지관리를 수행할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

110: 메인바디 110a: 변위억제부
111: 수용부 111a: 수평부
111b: 외측 수직부 111c: 내측 수직부
111d: 삽입홈 112a: 지지돌기
112b: 수직돌부 113: 제1변위억제부
114: 제2변위억제부 120: 하부 커버
122c: 돌기라인 122d: 접합라인
130: 지지링 131: 수직벽체부
132: 수평연장부 140: RF 안테나
141: 코일 적층체 141a: 코일
142: 커패시터 143: 자립테이프

Claims (9)

1. 지하매설물과 함께 매설되어 지하매설물의 위치정보를 제공하는 지하매설물 RFID 표지기로서,
   둘레방향을 따라 링 형상으로 형성되며 하면이 개방된 내부공간을 갖는 메인바디;
   납작한 링 형상으로 형성되고 상기 메인바디의 개방된 하면을 하측에서 덮어주어 상기 메인바디의 내부공간으로 수분이 침투하지 못하도록 차단하는 하부 커버; 및
   코일이 링 형상으로 수직 적층되어 상기 메인바디의 내부공간에 수용되도록 한 RF 안테나;를 포함하며,
   상기 메인바디는 수평부와 상기 수평부의 외측변과 내측변에서 각각 하방으로 연장된 외측 수직부와 내측 수직부로 이루어지되, 상기 외측 수직부의 하단면과 내측 수직부의 하단면에는 각각 둘레방향을 따라 상측으로 요입된 삽입홈이 형성되며,
   상기 하부 커버의 외측변과 내측변에는 각각 둘레방향을 따라 상측으로 돌출된 돌기라인이 형성되어 상기 메인바디 외측 수직부 하단면과 내측 수직부 하단면의 삽입홈에 대응하여 삽입되며,
   상기 돌기라인 각각의 상단면을 따라 중단 없이 연속적으로 돌출 형성되어 상기 메인바디 외측 수직부 하단면의 삽입홈 천정면과 내측 수직부 하단면의 삽입홈 천정면에 밀착된 상태로 초음파 융착된 접합라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접합라인은 상기 돌기라인 하나당 2열씩 구비되어 이중 접합되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 접합라인은 상단이 첨예하게 형성된 삼각 단면의 라인으로 형성되어 초음파 융착 시 작은 가압력에 의해서도 첨예하게 형성된 상기 접합라인의 상단이 쉽게 용융되어 접합될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 메인바디 및 하부 커버와는 별도의 개체로 구비되어 상기 메인바디의 내부공간에 상기 RF 안테나와 함께 수용되며 상기 RF 안테나를 내측에서 변형되지 않도록 지지하는 지지링을 더 포함하며,
   상기 지지링은 상기 RF 안테나의 내주면과 접촉하면서 상기 RF 안테나의 코일이 수직 적층된 상태를 유지하도록 지지하는 수직한 외주면을 갖는 링 형상의 수직벽체부와, 상기 수직벽체부의 상단부에서 외측으로 수평하게 연장 형성된 수평연장부로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 메인바디의 천정면에는 하방으로 돌출된 복수의 지지돌기가 둘레방향을 따라 이격을 두고 형성되며, 상기 수평연장부에는 상기 지지돌기가 교차하여 인입되는 인입홈이 형성되어 상기 지지링의 회전 변위를 억제할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 RF 안테나는, 하나의 코일이 나선형으로 감기면서 순차적으로 수직 적층된 상태에서 둘레방향을 따라 이격을 두고 지정된 다수의 지점을 상하방향으로 둘러서 감싸주는 자립테이프를 구비함으로써 코일이 수직 적층된 상태 그대로 자립할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 메인바디의 내측 중앙 지점을 기점으로 방사상으로 분기되어 상기 메인바디의 내주면까지 수평하게 연장되어 일체화되고 수평하게 납작한 형태를 갖는 복수의 제1변위억제부를 더 구비하여 토사에 의해 매립될 때 상기 메인바디가 부분적으로 들뜨면서 수직방향으로 편차 변위되지 않도록 하되, 상기 제1변위억제부는 상기 메인바디의 내주면 중 가장 낮은 최하단부에서 일체화되어 상기 메인바디를 하측에서 지지해주는 다짐면에 상기 제1변위억제부가 접하여 지지되도록 한 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 메인바디의 내측 중앙 지점을 기점으로 방사상으로 분기되어 상기 제1변위억제부 상면에 일체화되고 수직하게 납작한 형태를 갖는 복수의 제2변위억제부를 더 구비하여 토사에 의해 매립될 때 상기 제1변위억제부가 토사의 압력에 의해 변형되지 않도록 강도를 보강하면서 상기 메인바디가 수평 변위 및 회전 변위되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 지하매설물 RFID 표지기.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 지하매설물 RFID 표지기;
   상기 지하매설물 RFID 표지기의 위치정보를 저장 및 제공하고 각각의 지하매설물 RFID 표지기가 담당하는 지하매설물의 정보도 함께 저장 및 제공하는 관리서버;
   상기 지하매설물 RFID 표지기를 인식하는 리더기;
   전용 소프트웨어에 의해 상기 리더기의 지하매설물 RFID 표지기 인식에 따른 위치를 맵과 함께 화면에 디스플레이하는 단말기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하매설물 관리시스템.

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