KR102495131B1 - 서브-임계 기술을 사용하는 집적 회로들을 갖춘 수동형 rfid 태그들 - Google Patents

서브-임계 기술을 사용하는 집적 회로들을 갖춘 수동형 rfid 태그들 Download PDF

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타이코 파이어 앤 시큐리티 게엠베하
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Abstract

본 발명은, RFID 트랜스폰더(102)를 동작시키기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 이 방법들은, RFID 트랜스폰더의 RF 필드, 자기장, 열, 광 또는 움직임으로부터의 에너지를 수집하기 위해 RFID 트랜스폰더의 전압 스캐빈징 디바이스(130)에 의해 에너지 하베스팅 동작들을 수행하는 단계; RFID 트랜스폰더의 전압 컨버터에 의해, 전압 스캐빈징 디바이스로부터 수신된 신호의 전압 레벨을 RFID 트랜스폰더에 대한 정상 동작 범위의 적어도 10배 미만인 서브-임계 전압 레벨까지 증가시키거나 또는 감소시키는 단계; 및 서브-임계 전압 레벨의 동작 전압을 RFID 트랜스폰더의 적어도 트랜시버 회로(124)에 공급하는 단계를 수반한다.

Description

서브-임계 기술을 사용하는 집적 회로들을 갖춘 수동형 RFID 태그들
[0001] 본 발명은 일반적으로 “IC(Integrated Circuit)”들에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 서브-임계 기술을 사용하는 IC들을 포함하는 수동형 “RFID(Radio Frequency Identification)” 태그들에 관한 것이다.
[0002] 종래에, RFID 기술은 물체들에 부착된 RFID 태그들을 자동으로 식별하고 추적하기 위한 데이터를 전송하는데 이용되어 왔다. 이와 관련하여, RFID 태그들은 그의 데이터 저장소에 저장된 정보, 이를테면, 고유 식별자를 갖는다. 동작 동안, RFID 태그들은 수신된 신호를 후방산란(backscattering)시킴으로써 RFID 판독기로부터 수신된 신호에 대한 응답을 송신한다. 최소한으로, 이 응답 신호는 고유 식별자를 포함한다.
[0003] 일부 RFID 태그들은 수동적이다. 수동형 RFID 태그들은 RFID 판독기로부터 수신된 신호로부터 에너지를 하베스팅(harvesting)함으로써 그들의 동작 전력을 획득한다. 더욱 구체적으로, RFID 태그들은 로컬 방사기(local radiator)에 의해 자신의 판독기 근처에서 생성된 자기장들로부터 전자기적 유도에 의해 전력을 공급받는다. 전자기적 유도는, 컨덕터가 변화하는 자기장에 노출될 때, 그 컨덕터에 걸친 기전력(electromotive force)의 생산이다. 수동형 RFID 태그들은, 저비용, 경량, 작은 폼팩터 및 긴 동작 수명과 같은 많은 이점들을 갖는다. 그러나, 수동형 RFID 태그들은, 수신된 신호로부터 오직 수 마이크로와트만이 하베스팅될 수 있기 때문에, 제한된 판독 범위를 갖는다.
[0004] 수동형 RFID 태그들을 구동시키는데 필요한 전력이 시간 경과에 따라 감소했기 때문에, 판독 범위의 이득들이 발생했다. 부가적으로, 인입(incoming) 신호들에 대한 수동형 RFID 태그들의 감도는 시간 경과에 따라 떨어졌다. 그러나, 일반적으로, 수동형 RFID 태그들의 소형 안테나들은 그에 공급되는 전력의 양을 제한한다. 결과적으로, 수동형 RFID 태그들의 판독 범위는 여전히 RFID 판독기로부터 2-10미터까지 제한된다.
[0005] 본 개시내용은 RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 이 방법들은, RFID 트랜스폰더의 RF 필드, 자기장, 열, 광 또는 움직임(movement)으로부터 에너지를 수집하기 위해 RFID 트랜스폰더의 전압 스캐빈징 디바이스(voltage scavenging device)에 의해 에너지 하베스팅 동작들을 수행하는 단계; RFID 트랜스폰더의 전압 컨버터에 의해, 전압 스캐빈징 디바이스로부터 수신된 신호의 전압 레벨을 RFID 트랜스폰더에 대한 정상 동작 범위의 적어도 10배(at least one order of magnitude) 미만인 서브-임계 전압 레벨까지 증가시키거나 또는 감소시키는 단계; 및 서브-임계 전압 레벨의 동작 전압을 RFID 트랜스폰더의 적어도 트랜시버 회로에 공급하는 단계를 수반한다.
[0006] 일부 시나리오들에서, 전압 레벨에 대한 정상 동작 범위는 1.2볼트 내지 3.6볼트이다. 서브-임계 전압 레벨은 200밀리-볼트 내지 600밀리-볼트 이내이다. 전압 레벨은, 에너지가 RF 필드, 자기장, 열 또는 광으로부터 수집될 때, 서브-임계 전압 레벨까지 증가한다. 전압 레벨은, 에너지가 RFID 트랜스폰더의 광 또는 움직임으로부터 수집될 때, 서브-임계 전압 레벨까지 감소한다.
[0007] 에너지 하베스팅 동작들은: 장비로부터 주변 환경에 방출되는 RF 에너지를 캡쳐하는 동작; 보통, RFID 트랜스폰더의 안테나와 RFID 트랜스폰더의 전파 정류기(full wave rectifier) 사이에 전기적 접속을 제공하는 포지션에 있는 스위치를 통해 RF 에너지를 통과시키는 동작; 전력을 생성하기 위해 RF 에너지를 직류로 컨버팅하는 동작; 에너지 저장 디바이스를 사전-결정된 전압 레벨까지 충전하기 위해, RFID 트랜스폰더의 에너지 저장 디바이스(예컨대, 수퍼 커패시터)에 전력을 공급하는 동작; 및 에너지 저장 디바이스의 전압 레벨이 사전-결정된 전압 레벨과 동일하거나 또는 그보다 클 때, 에너지 저장 디바이스로부터 RFID 트랜스폰더의 제어기에 전력을 공급하는 동작을 수반한다. 제어기는 또한, 스위치가 안테나로부터 연결해제되고 RFID 트랜스폰더의 트랜시버에 연결되도록, 그 스위치로 하여금 포지션들을 변경하게 하기 위한 스위치 제어 신호를 생성하여 스위치에 전송할 수 있다. 정보는 또한 RFID 트랜스폰더로부터 외부 디바이스에 통신될 수 있다. 이 정보는, 제한 구역으로의 사람의 액세스를 승인할지 또는 거절할지 여부를 결정하는데 유용한 정보를 포함할 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음).
[0008] 실시예들은 다음의 도면들을 참조로 설명될 것이며, 여기서 동일한 참조 번호들은 도면들 전체에 걸쳐 동일한 아이템들을 나타낸다.
[0009] 도 1은 RFID 시스템에 대한 예시적인 아키텍쳐의 개략적인 도면이다.
[0010] 도 2는 도 1에 도시된 전압 스캐빈징 디바이스에 대한 예시적인 아키텍쳐의 블록도이다.
[0011] 도 3은 에너지 저장 디바이스의 충전을 이해하기에 유용한 그래프이다.
[0012] 도 4는 RFID 태그를 동작시키기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0013] 도 5a-5b(도 5로 총칭됨)는 제한 구역으로의 접근을 제어하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 제공한다.
[0014] 일반적으로 본원에서 설명되고 첨부된 도면들에서 예시된 실시예들의 컴포넌트들은 다양한 상이한 구성들로 배열되고 설계될 수 있음이 용이하게 이해될 것이다. 따라서, 도면들에 나타난 바와 같은 다양한 실시예들의 이하의 더욱 상세한 설명은 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 의도되는 것이 아니라 단지 다양한 실시예들을 나타낼 뿐이다. 실시예들의 다양한 양상들이 도면들에 제시되지만, 구체적으로 나타내지 않는 한 도면들이 반드시 축적대로 그려진 것은 아니다.
[0015] 본 발명은 본 발명의 사상 또는 본질적인 특성들로부터 벗어나지 않고 다른 특정 형태들로 구현될 수 있다. 설명된 실시예들은 모든 면에서 제한적이지 않고 단지 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 이 상세한 설명보다는 첨부된 청구항들에 의해 나타난다. 청구항들의 등가의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변화들이 본 발명의 범위 내에 포함되어야 한다.
[0016] 본 명세서 전반에 걸친 특징들, 이점들, 또는 유사한 표현에 대한 참조는, 본 발명을 통해 실현될 수 있는 모든 특징들 및 이점들이 본 발명의 임의의 단일 실시예 내에 있어야 하거나 이 단일 실시예 내에 있는 것을 함축하는 것은 아니다. 오히려, 특징들 및 이점들을 언급하는 표현은, 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 이점, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 특징들 및 이점들, 및 유사한 표현에 대한 본 명세서 전반에 걸친 논의들은 동일한 실시예를 언급할 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다.
[0017] 게다가, 본 발명의 설명된 특징들, 이점들 및 특성들은 하나 또는 그 초과의 실시예들에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 당업자는, 본 발명이 특정 실시예의 특정 특징들 또는 이점들 중 하나 또는 그 초과 없이도 실행될 수 있음을 본원에서의 설명을 고려하여 인식할 것이다. 다른 경우들에서, 본 발명의 모든 실시예들에서 존재하지 않을 수도 있는 특정 실시예들에서 추가적인 특징들 및 이점들이 인식될 수 있다.
[0018] "일 실시예", "실시예", 또는 유사한 언어에 대한 본 명세서 전반에 걸친 참조는, 나타낸 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸친 문구들 “일 실시예에서”, “실시예에서”, 및 유사한 언어는 모두 동일한 실시예를 지칭할 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다.
[0019] 본 문헌에 사용되는 바와 같이, 단수 형태는, 문맥이 다르게 명료하게 나타내지 않는 한, 복수의 지시대상들을 포함한다. 다르게 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 그리고 과학적 용어들은 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미들을 갖는다. 본 문헌에 사용되는 바와 같이, 용어 “포함하는(comprising)”은 “포함하지만, 이에 제한되지 않는(including, but not limited to)"을 의미한다.
[0020] 본 발명은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 중 하나 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명은 또한, 본원에 설명된 동작들의 수행을 가능하게 하기 위해 하나 또는 그 초과의 프로세서들에 의해 판독 및 실행될 수 있는, 머신-판독가능 매체 내에 또는 상에 포함된 명령들로서 구현될 수 있다. 기계-판독가능 매체는 머신(예컨대, 컴퓨터)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장, 송신 및/또는 수신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예컨대, 머신-판독가능 매체는, 유형의 저장 매체, 이를테면, “ROM(Read Only Memory)”, “RAM(Random Access Memory)”, 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 및/또는 플래시 메모리 디바이스(그러나, 이에 제한되지 않음)를 포함할 수 있다. 머신-판독가능 매체는 또한, 명령들을 인코딩하도록 변조된 전파된 신호, 이를테면, 전자기, 광학 또는 음향 반송파 신호들(그러나, 이에 제한되지 않음)을 포함할 수 있다.
[0021] “무선(wireless)”이라는 용어 및 그 파생어들은, 비-고체 매체를 통해 변조된 전자기 복사를 사용함으로써 데이터를 통신하는 회로들, 디바이스들, 시스템들, 방법들, 기법들, 통신 채널들 등을 설명하는데 사용될 수 있다. 이 용어는, 관련 디바이스들이 어떠한 와이어들도 포함하지 않음을 함축하는 것은 아니지만, 일부 시나리오들에서는 그렇지 않다.
[0022] 이제 도 1을 참조로, 본 발명은 RFID 태그(102) 및 RFID 판독기/기록기(104)를 포함하는 RFID 태그 시스템(100)에 관한 것이다. RFID 태그(102)(또한, RFID 트랜스폰더로 지칭됨)는 RFID 안테나(120) 및 RFID IC(106)를 포함한다. RFID 안테나(120)는, 인입 무선 신호들을 수신하고 변조된 무선 주파수 신호들의 형태로 무선 응답들을 송신한다. RFID 판독기/기록기(104)는 RFID 태그(102)로부터 송신된 응답들을 무선으로 수신한다. 일부 시나리오들에서, RFID 판독기/기록기(104)는 또한 RFID 태그(102)에 데이터 및/또는 명령들을 송신한다. RFID 판독기들/기록기들은 당업계에 잘 알려져 있고, 이에 따라 본원에 설명되지 않을 것이다. 임의의 알려진 또는 추후에 알려질 RFID 판독기/기록기는 본원에서 제한 없이 사용될 수 있다.
[0023] 일부 시나리오들에서, RFID 판독기/기록기(104)는 안테나(108), 송신기(110), 제어기(112) 및 수신기(118)를 포함한다. 제어기(112)는 송신 데이터 생성기(114) 및 프로세서(116)를 포함한다. 각각의 나열된 컴포넌트들(104-116)은, 당업계에 잘 알려져 있고, 이에 따라 본원에 상세하게 설명되지 않는다. 또한, 이러한 컴포넌트들은: RFID 태그(102)로부터 송신된 응답 신호들의 무선 수신; 및/또는 RFID 태그(102)로의 데이터 및/또는 명령들의 무선 송신을 용이하게 한다는 점이 이해되어야 한다.
[0024] 특히, RFID 태그(102)는, RF 필드들, 자기장들, 열, 움직임 및/또는 광으로부터 에너지를 하베스팅함으로써 그 동작 전력을 획득하는 수동 디바이스이다. RF 필드 시나리오들에서, 인입 무선 신호들은 RFID 태그(102)를 액티베이팅하도록 서빙한다. 다른 시나리오들에서, RFID 태그(102)는 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 열, 움직임 및/또는 광의 검출에 대한 응답으로 액티베이팅된다.
[0025] 도 1에 도시된 바와 같이, RFID IC(106)는 RFID 태그의 고유 식별자 및/또는 다른 정보를 저장하기 위해 저장 회로(122)를 포함한다. 저장 회로(122)는 휘발성 메모리 및/또는 비-휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예컨대, 메모리는, “RAM(Random Access Memory)”, “DRAM(Dynamic Random Access Memory)”, “SRAM(Static Random Access Memory)”, “ROM(Read-Only Memory)” 및/또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음). 메모리는 또한 비보안 메모리 및/또는 보안 메모리를 포함할 수 있다. 본원에 사용되는 것과 같은 문구 “비보안 메모리”는 데이터를 평문 형태로 저장하도록 구성된 메모리를 지칭한다. 본원에 사용되는 것과 같은 문구 “보안 메모리”는 데이터를 암호화된 형태로 저장하도록 구성된 메모리 및/또는 보안 또는 변조-방지 인클로저를 갖는 또는 그 내부에 배치된 메모리를 지칭한다.
[0026] 일부 시나리오들에서, 저장 회로(122)는, 본 명세서에 설명된 방법론들, 절차들, 또는 기능들 중 하나 또는 그 초과를 구현하도록 구성된 하나 또는 그 초과의 명령들의 세트들(132)(예컨대, 소프트웨어 코드)이 저장된 컴퓨터-판독가능 저장 매체(미도시)를 포함한다. 명령들(132)은 또한 저장 회로(122) 내에 완전히 또는 적어도 부분적으로 상주할 수 있다. 저장 회로(122)는 또한 머신-판독가능 매체를 구성할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, “머신-판독가능 매체”라는 용어는 하나 또는 그 초과의 세트들의 명령들(132)을 저장하는 단일 매체 또는 다수의 매체들(예컨대, 플래시 메모리, RAM, ROM 등)을 지칭한다. 여기서 사용되는 것과 같은 “머신-판독가능 매체”라는 용어는 또한, RFID 태그(102)에 의한 실행을 위해 일 세트의 명령들(132)을 저장하거나, 인코딩하거나 또는 반송할 수 있고, 그리고 본 개시내용의 방법론들 중 임의의 하나 또는 그 초과를 RFID 태그(102)로 하여금 수행하게 하는 임의의 매체를 지칭한다.
[0027] RFID IC(106)는 또한, 안테나(120)를 통해 인입 무선 신호들을 수신하기 위한 수신 회로(124), 안테나(120)를 통해 고유 식별자 및/또는 다른 정보를 송신하기 위한 송신 회로(124), 및 RF 필드들, 자기장들, 열, 움직임 및/또는 광으로부터 수신된 에너지를 수집하기 위한 전력 회로(126)를 포함한다. 수집된 에너지는 RFID 태그(102)의 동작들에 전력을 공급하는데 사용된다. 수신 및 송신 회로는 당업계에 잘 알려져 있고, 이에 따라 본원에 설명되지 않을 것이다.
[0028] 본 발명에서, RFID IC(106)는 서브-임계 전력 또는 전압 레벨에서 구동한다. 본원에 사용된 것과 같은 “서브-임계(sub-threshold)”라는 용어는, 전력 레벨 및/또는 전압 레벨이 주어진 디바이스에 대한 정상 동작 범위 미만으로 적어도 10배 떨어진다는 것을 의미한다. 예컨대, 전통적인 프로세싱 시스템들은 보통 약 3밀리와트의 전력 레벨 및/또는 1.2볼트 내지 3.6볼트 내의 전압 레벨에서 동작한다. 대조적으로, RFID IC(106)는 약 3마이크로-와트의 서브-임계 전력 레벨 및/또는 200밀리-볼트 내지 600밀리-볼트 내의 전압 레벨에서 구동한다.
[0029] 예컨대, RFID IC(106)는 인입 신호를 정류하기 위한 접합 다이오드(diode junction)(또는 정류기) 및 인입 신호를 트랜시버로/로부터 스위칭하는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 종래의 RFID 태그들에서, 접합 다이오드 및 트랜지스터를 동작시키는데 필요한 입력 전압은 임계 전압 레벨(예컨대, 1.5-3.0 볼트, 접합 다이오드에 대해 0.7볼트 및 트랜지스터에 대해 0.6볼트)이다. 대조적으로, RFID 태그(102)의 접합 다이오드 및 트랜지스터를 동작시키는데 필요한 입력 전압은, 종래의 RFID 태그들의 임계 전압 레벨(예컨대, 1.5-3.0볼트)보다 낮은 서브-임계 전압 레벨(예컨대, 0.6볼트)이다. 예컨대, 본 발명에서, 0.3-0.4볼트는 다이오드 브릿지에 공급될 수 있고, 0.2-0.3볼트는 트랜지스터에 공급될 수 있다. 사실상, RFID 태그(102)를 동작시키는데 요구되는 동작 전압은, 종래의 RFID 태그들의 동작 전압과 비교하여, 실질적으로 (예컨대, 1.5-3.0볼트에서 0.6볼트로)감소된다. 일부 시나리오들에서, 본 해결책에 의해 사용되는 다이오드 브릿지는, 300-700밀리-볼트에서 정류를 가능하게 하는 종래의 다이오드들과 비교하여, 20밀리-볼트 미만에서 액티브 정류를 가능하게 하는 로우 드롭 아웃 다이오드들을 포함한다.
[0030] 이와 관련하여, RFID IC(106)의 전력 회로(126)는 낮은 전력 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130) 및 전압 컨버터(들)(128)를 포함한다. 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130)는 일반적으로 RF 필드들, 자기장들, 열, 움직임 및/또는 광으로부터의 수신된 에너지를 수집하도록 구성된다. 이에 따라, 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130)는, 저전력 RF 필드 스캐빈징 디바이스들, 저전력 자기장 스캐빈징 디바이스, 저전력 열 스캐빈징 디바이스들, 저전력 피에조 디바이스들, 및 저전력 태양광발전 스캐빈징 디바이스들(low power photo voltaic scavenging devices)을 포함한다(그러나, 이에 제한되지 않음). 모든 시나리오들에서, 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130)는 차지된 공간 크기를 최소화하도록 크기가 정해지고 형상화되고, 그로 인해, RFID 태그(102) 상에서 높이≤약 2인치 및 폭≤약 3인치를 갖는다.
[0031] 예컨대, 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130)은, 텍사스주, 달라스의 Texas Instruments로부터 입수가능한 부품 번호 BQ25570을 갖는 디바이스를 포함할 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음). 부가적으로 또는 대안적으로, 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130)는, 도 2에 도시되고 이하에 논의된 것을 포함할 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않음). 도 2의 아키텍쳐는, RF 시나리오들 및/또는 다른 시나리오들에 적용가능한데, 이 시나리오들에서 안테나(120)로부터의 입력 전압은 “AC(Alternating Current)”이다. 도 2의 아키텍쳐는, 안테나(120)로부터의 입력 전압이 “DC(Direct Current)”인 시나리오들에서의 적용가능성을 위해 수정될 수 있다. 예컨대, 전파 정류기(252)는 DC 시나리오들에서 전압 스캐빈징 디바이스(130)로부터 제거될 수 있다.
[0032] 전압 컨버터(들)(128)은, 저전력 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130)와 같은 전력 소스의 출력 전압을 변경시키는 전력 컨버터를 포함한다. 전압 컨버터(들)(128)는, AC 전력의 전압을 변경시키기 위해 인버터, 반도체 스위치(예컨대, 트랜지스터), 수동형 컴포넌트들(예컨대, 인덕터들, 커패시터들, 저항기들, 및/또는 다이오드들) 및/또는 변압기를 포함한다(그러나, 이에 제한되지 않음).
[0033] 모든 시나리오들에서, 전압 컨버터(들)(128)은, 전압 스캐빈징 디바이스(들)(130)로부터 수신된 입력 전압의 레벨을 서브-임계 전압 레벨(예컨대, 0.6볼트)로 상승시키거나 또는 하강시킨다. 예컨대, RF 필드, 자기장, 열 또는 광 전력 스캐빈징 시나리오들에서, 입력 전압(예컨대, 30밀리볼트 또는 0.5볼트)은 서브-임계 전압 레벨(예컨대, 0.6볼트)로 증가될 수 있다. 대조적으로, 움직임 또는 광 전력 스캐빈징 시나리오들에서, 입력 전압(예컨대, > 0.6볼트)은 서브-임계 전압 레벨(예컨대, 0.6볼트)로 하강될 수 있다.
[0034] RFID 태그(102)의 요구되는 동작 전압을 감소시키는 것은, 소정의 안테나 크기에 대해 낮은 필드 레벨(미터당 볼트)이 요구된다는 것을 의미한다. 이에 더해, 서브-임계 전력 또는 전압 레벨에서 RFID 태그(102)를 구동시키는 것은, RFID IC(106)가 정상 수퍼-임계 IC들보다 더욱 느리게 동작하지만 100-1000배 더 낮은 전류에서 구동한다는 것을 의미한다. 게다가, 서브-임계 레벨들에서 RFID 태그(102)를 동작시키는 것은, 종래의 비 서브-임계 기반 RFID 시스템들과 비교하여, RFID 판독기/기록기(104)의 출력 안테나 전력이 상당히 낮아지게 허용한다.
[0035] RFID IC(106)는, (1)제조 동안 마스크 세트들에 대한 프로세싱 파라미터들을 변경하고, (2)도펀트들에 대한 주입 규칙들을 변경하고, 그리고/또는 (3)프로세싱 파라미터들을 변경함으로써 생성될 수 있다. 그러나, RFID IC(106)는 정규의 CMOS 제조 라인의 정상 동작에 영향을 미치지 않으면서 그 라인 상에 제조될 수 있다. 이는, 대부분의 FAB 라인들이 제작에 사용된 정상 마스크 프로세스들을 사용하여 그들의 표준 라인들 상에서 서브-임계 전자장치들을 생성하도록 허용한다.
[0036] 통상적으로, RFID IC(106)를 전압의 1/2에서 구동시키는 것은, 전류를 1/2만큼 감소시킬 뿐만 아니라 IC가 전력의 1/4에서 동작하는 결과를 초래할 것이다. 그러나, 이 상황에서, 요구되는 전력은, 더 낮은 회로 손실들 및 더 느린 동작 속력들로 인해 25-250배 더 감소된다. 이러한 더 낮은 전력은, RFID IC(106)를 동작시키기 위한 충분한 전력을 공급하기 위해 전압 부스터(128)로의 매우 낮은 입력 전압들을 허용한다.
[0037] 서브-임계 전력 또는 전압 레벨에서 RFID IC(106)를 구동하는 이점들은 상당하다. 예컨대, RFID IC(106)는 매우 낮은 전력 및 전압들을 공급하는 것으로 유명한(notorious) 에너지 하베스팅 디바이스들과 함께 작업하는데 이상적으로 적합하다. 인레이(inlay)들이나 또는 RFID 태그들과 함께 RFID IC(106)를 사용하는 것이 그만큼 중요하다. RFID IC(106)의 동작 전력이 실질적으로 감소되기 때문에, 제공된 크기의 인레이에 대한 판독 범위는 종래의 RFID 태그들의 판독 범위와 비교하여 10 내지 15배 더 크다. 예컨대, 오직 1 센티미터 길이인 인레이는 10 내지 15 센티미터 길이인 종래의 인레이처럼 동작할 수 있다. 특히, 안테나(120)의 크기는, 더 큰 판독 범위를 여전히 유지하면서, 종래의 RFID 태그들의 크기에 비해 감소될 수 있다. 인레이 및 안테나의 크기 감소들은 RFID IC(106)를 포장지에/상에 배치하거나, RFID IC(106)를 스윙 티켓 또는 가격 라벨에 통합시킬 때, 상당한 이점들을 제공한다.
[0038] 이제 도 2를 참조로, 도 1의 전압 스캐빈징 디바이스(130)에 대한 예시적인 아키텍쳐의 상세화된 블록도가 제공된다. 전압 스캐빈징 디바이스(130)는 일반적으로 외부 소스로부터의 에너지를 유도하여 RFID 태그(102) 내부의 다른 전자 컴포넌트들에 전력을 공급하도록 구성된다. 전압 스캐빈징 디바이스(130)는, 스위치(250), 전파 정류기(252), 에너지 하베스터 전력 매니저(258), 및 에너지 저장 디바이스(262)를 포함한다. 일부 시나리오들에서, 전압 스캐빈징 디바이스(130)는 또한 RFID 태그(102)의 안테나(120)로부터의 전력 전달을 최적화하고 그리고/또는 RFID 태그(102)의 트랜시버(124)에 안테나를 임피던스 매칭하기 위해 매칭 회로들(미도시)을 포함할 수 있다. 안테나(120)는 임의의 공지된 또는 추후에 공지될 안테나를 포함할 수 있다. 예컨대, 일부 시나리오들에서, 안테나는 U.S. 특허 공개 번호 제2015/0054696호에 설명된 안테나를 포함한다. 본 발명은 그와 관련하여 제한되지 않는다.
[0039] 일부 시나리오들에서, 에너지 저장 디바이스(262)는 수퍼 커패시터를 포함한다. 스위치(250)는 “FET(Field Effect Transistor)” 스위치를 포함한다. FET 스위치는, 인가된 전력 없이 안테나(120)를 전압 스캐빈징 디바이스 전자장치들에 직접 커플링하는 “HFET(Heterostructure FET)”를 포함할 수 있다. 본 발명은 이러한 시나리오들의 세부사항들에 제한되지 않는다.
[0040] 동작 동안, RF 에너지는 (예컨대, 제한 구역의 액세스 포인트에 있는) 설비 내에 배치된 장비로부터 주변 환경에 방출된다. 안테나 동작 주파수에 해당하는 RF 필드로 진입할 때, 전압 스캐빈징 디바이스(130)는 에너지 저장 디바이스(262)(예컨대, 수퍼 커패시터)를 사전-결정된 전압 레벨까지 충전한다. 이와 관련하여, 스위치(250)는 보통, 도 2에 도시된 바와 같이 안테나(120)와 전파 정류기(252) 사이에 전기적 접속 또는 폐회로를 제공하는 포지션에 있다는 점을 이해해야 한다. 에너지 소스(결국 스위치에 전력을 공급하기 위한 전압의 인가)의 부재시에, 스위치(250)는 불확정적 상태에 있어서 RF 신호로 하여금 그 채널들 둘 다를 통해 방출하도록 야기하지만 출력은 상당히 감소된다. 그러나, 전압 출력은 전압 스캐빈징 디바이스 전자장치들(252, 258, 262)을 턴 온시키거나 인에이블하기에 충분하여 그에 의해 RF 에너지가 캡쳐될 수 있다.
[0041] 캡쳐된 RF 에너지는, 앞서 설명된 스위치들의 특성들에 의해 스위치(250)를 통과한다. 에너지 하베스터 전력 매니저(258)는, 전력을 생성하기 위해, 수신된 RF 에너지를 직류로 컨버팅한다. 전력은 미리-결정된 전압 레벨까지 에너지 저장 디바이스(262)를 충전하기 위해 에너지 저장 디바이스(262)(예컨대, 수퍼 커패시터)에 공급된다. 그래프는 도 3에 제공되며, 이는 커패시터와 같은 에너지 저장 디바이스의 충전을 이해하기에 유용하다. 에너지 저장 디바이스(262)의 전압은, RFID 태그(102)가 외부 디바이스(예컨대, 설비의 진입로에 위치된 무선 에지 디바이스)에 의해 생성된 RF 필드를 통과하거나 또는 그 내부를 지나갈 때, RFID IC(106)의 컴포넌트들(124, 132)에 전력을 공급하기에 충분하다.
[0042] 에너지 저장 디바이스(262)가 사전-결정된 전압 레벨까지 충전될 때, 전력은 에너지 하베스터 전력 매니저(258)를 통해 에너지 저장 디바이스(262)로부터 제어기(132)에 공급된다. 제어기(132)는 스위치 제어 신호(266)를 생성하여 이를 스위치(250)에 전송한다. 스위치 제어 신호(266)는 스위치(250)가 포지션들을 변경하게 하는 커맨드를 포함한다. 사실상, 스위치(250)는 전압 스캐빈징 디바이스(130)로부터 연결해제되고, 이에 의해 개방 회로가 안테나(120)와 전파 정류기(252) 사이에 형성된다. 스위치(250)는 RFID 태그(102)로부터 근처의 통신 디바이스로의 정보의 통신을 허용하도록 트랜시버(124)에 연결된다. 다음으로, 제어기(132)는 외부 디바이스와의 통신들을 개시하여, 특정 정보가 RFID 태그(102)로부터 외부 디바이스에 전달된다. 외부 디바이스는, 사전-특정 목적들(예컨대, 사용자의 인증, 성공적인 구매의 검증, 아이템의 추적 등)을 위해 수신된 정보를 프로세싱한다.
[0043] RFID 태그(102)의 안테나(120)는, RFID 태그(102)가 부착될 때, 아이템, 물건, 물체 또는 사람으로부터 멀리 포인팅하도록 배열된 방향성 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(120)는 SRC(Short Range Communication) 기술을 구현하는 RFID IC(106)의 SRC 컴포넌트들(122, 124, 132)에 커플링된다. SRC 기술은, RFID 태그들, 아이템들, 물품들, 물체들 또는 사람들이 RFID 판독기/기록기(104)에 가까워질 때 이들을 식별하기 위해 RF 전자기장을 사용하는 RF 기술(그러나, 이에 제한되지 않음)을 포함한다. 이에 따라, SRC 컴포넌트들은 RFID 판독기/기록기(104)로부터 전송된 질의 신호들에 대한 응답으로 SRC 응답 신호들을 통한 RFID 판독기/기록기(104)로의 적어도 하나의 고유 식별자 및/또는 다른 정보의 통신을 용이하게 한다. 그후, 고유 식별자는 RFID 태그, 아이템, 물품, 물체 또는 사람을 적어도 자동으로 식별하기 위해 RFID 판독기/기록기(104)에 의해 사용된다.
[0044] 이제 도 4를 참조로, RFID 태그(예컨대, 도 1의 RFID 태그(102))를 동작시키기 위한 예시적인 방법(400)의 흐름도가 제공된다. 방법(400)은, 단계(402)에서 시작하고, RF 에너지가 제한 구역의 액세스 포인트에 배치된 장비로부터 주변 환경에 방출되는 단계(404)로 계속된다. 다음으로, 단계(406)에서, RFID 태그는 RFID 태그의 안테나의 동작 주파수에서 RF 필드로 진입한다. 그 결과, RF 에너지는 단계(408)에 의해 도시된 바와 같이 RFID 태그에 의해 캡쳐된다. 캡쳐된 RF 에너지는, 단계(410)에 의해 도시된 바와 같이, RFID 태그의 스위치(예컨대, 도 2의 스위치(250))를 통과한다. 이 스위치는 보통 안테나(예컨대, 도 1의 안테나(120))와 RFID 태그의 전파 정류기(예컨대, 도 2의 전파 정류기(252)) 사이에 전기적 접속 또는 폐회로를 제공하는 포지션에 있다. 그후, 에너지 하베스터 전력 매니저(예컨대, 도 2의 에너지 하베스터 전력 매니저(258))는, 전력을 생성하기 위해, RF 에너지를 직류로 컨버팅하는 동작들을 단계(412)에서 수행한다. 전력은 단계(414)에서 미리-결정된 전압 레벨까지 RFID 태그의 에너지 저장 디바이스(예컨대, 도 2의 에너지 저장 디바이스(262))를 충전하기 위해 그 에너지 저장 디바이스에 공급된다. 에너지 저장 디바이스(예컨대, 커패시터)의 전압이 미리-결정된 전압 레벨과 동일하지 않거나 또는 그보다 더 크지 않으면[416: 아니오], 방법(400)은 에너지 저장 디바이스가 계속 충전될 수 있도록 단계(414)로 리턴한다.
[0045] 에너지 저장 디바이스(예컨대, 커패시터)의 전압이 미리-결정된 전압 레벨과 동일하거나 또는 그보다 더 크면[416: 예], 단계들(418-422)이 수행된다. 이러한 단계들은: 에너지 하베스터 전력 매니저 및/또는 전압 컨버터를 통해 에너지 저장 디바이스로부터 RFID 태그의 제어기(예컨대, 도 1의 제어기(132))로 전력을 공급하는 단계; 안테나로부터 연결해제되고 RFID 태그의 트랜시버에 연결되도록 스위치로 하여금 포지션을 변경하게 하기 위해 스위치 제어 신호를 생성하여 제어기로부터 스위치로 전송하는 단계; 및 RFID 태그로부터 외부 디바이스로 정보를 통신하는 단계를 수반한다. 단계(422)의 완료시에, 방법(400)이 종료하거나 또는 다른 프로세싱이 수행되는 단계(424)가 수행된다.
[0046] 이제 도 5를 참조로, RFID 시스템(예컨대, 도 1의 RFID 시스템(100))을 사용하여 제한 구역으로의 액세스를 제어하기 위한 예시적인 방법(500)의 흐름도가 제공된다. 방법(500)은, 단계(502)로 시작하고, RFID 태그(예컨대, 도 1의 RFID 태그(102))의 전압 스캐빈징 디바이스(예컨대, 도 1-2의 전압 스캐빈징 디바이스(130))가 에너지를 수집하는 단계(504)로 계속된다. 그후, 수집된 에너지는 RFID 태그의 에너지 저장 디바이스(예컨대, 도 2의 에너지 저장 디바이스(262))에 저장된다. 에너지 저장 디바이스가 RFID 태그의 SRC 컴포넌트들(예컨대, 도 1의 컴포넌트들(122, 124, 132))의 동작 전압 레벨까지 충전할 때, RFID 태그가 그의 에너지 하베스팅 모드에서 그의 통신 모드로 전환되는 단계(510)가 수행된다. 그의 통신 모드에서, 단계(512)가 수행된다. 단계(512)는 RFID 태그로부터 SRC 신호를 송신하는 것을 수반한다. 일부 액세스 제어 시나리오들에서, SRC 신호는, 에너지 저장 디바이스의 충전 전압의 변화 레이트를 나타내는 제 1 정보 및/또는 고유 식별자(그러나, 이에 제한되지 않음)를 포함한다. 그후, 단계(514)에서, SRC 신호가 RFID 판독기/기록기(예컨대, 도 1의 RFID 판독기/기록기(104))에 커플링된 안테나(예컨대, 도 1의 안테나(108))에 수신된다.
[0047] 다음 단계(516)에서, RFID 태그의 모션의 방향 및/또는 속력/속도가 검출된다. 모션의 방향 및/또는 속력/속도를 검출하기 위한 기법들은 당업계에 잘 알려져 있다. 임의의 알려진 또는 알려질 기법은 본원에서 제한 없이 사용될 수 있다. 이후, 단계(518)에서, RFID 태그의 모션의 검출된 방향 및/또는 속력/속도를 특정하는 제 2 정보가 RFID 판독기/기록기에 통신된다. 그후, RFID 판독기/기록기는, (단계(520)에 의해 도시된 바와 같이) 고유 식별자, 타임 스탬프, 제 1 정보; 및/또는 제 2 정보와 같은 정보를 데이터 프로세싱 시스템(예컨대, 도 1의 데이터 프로세싱 시스템(152))에 통신한다. 단계(520)를 완료한 후, 방법(500)은 도 5b의 단계(522)로 계속된다.
[0048] 데이터 프로세싱 시스템에서, 이전 단계(520)에서 수신된 정보를 사용하여 사람이 제한 구역에 진입하려 시도하는지 또는 퇴장하려 시도하는지 여부를 결정하기 위한 동작들이 단계(522)에서 수행된다. 예컨대, RFID 태그가 제 1 방향에서 입구를 향하여 이동하고 있다고 수신된 정보가 나타낸다면, 사람이 액세스 포인트(예컨대, 출입구(doorway))를 통해 제한 구역에 진입하기 원한다는 결정이 이루어진다. 대조적으로, RFID 태그가 제 1 방향으로부터 반대인 제 2 방향에서 출구를 향하여 이동하고 있다고 수신된 정보가 나타낸다면, 사람이 액세스 포인트(예컨대, 출입구(doorway))를 통해 제한 구역을 퇴장하기 원한다는 결정이 이루어진다. RFID 태그가 입구로부터 멀리 이동하고 있다고 수신된 정보가 나타낸다면, 사람이 제한 구역에 진입하도록 시도하고 있지 않다는 결정이 이루어진다. 유사하게, RFID 태그가 출구로부터 멀리 이동하고 있다고 수신된 정보가 나타낸다면, 사람이 제한 구역을 퇴장하기를 시도하고 있지 않다는 결정이 이루어진다. 본 발명은 이러한 예들의 세부사항들에 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 데이터 프로세싱 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로, 사람이 액세스 포인트에 진입하기 원하는지 또는 액세스 포인트를 퇴장하기 원하는지 여부를 결정하기 위해 수신된 정보에 의해 정의된 모션의 패턴들을 분석한다는 점이 이해되어야 한다.
[0049] 단계(522)를 완료한 후, 방법(500)은 결정 단계(524)로 계속된다. 사람이 제한 구역으로 진입하거나 또는 제한 구역을 퇴장하기 원하지 않는다고 결정되면[524: 아니오], 고유 식별자; 타임 스탬프; 제 1 정보; 제 2 정보; 및/또는 이전 단계(522)에서 수행된 동작들의 결과들을 나타내는 제 3 정보와 같은 정보가 데이터 저장소에 로깅되는 단계(526)가 수행된다. 후속하여, 방법(500)이 종료되거나 또는 다른 프로세싱이 수행되는 단계(536)가 수행된다.
[0050] 사람이 제한 구역으로 진입하거나 또는 제한 구역을 퇴장하기 원한다고 결정되면[524: 예], 데이터 프로세싱 시스템이 도어 개방 액츄에이터(예컨대, 록)의 액츄에이션을 야기하기 위한 액션들을 수행하는 단계(530)가 수행된다. 단계(530) 완료시, 고유 식별자; 타임 스탬프; 제 1 정보; 제 2 정보; 제 3 정보; 및/또는 사람이 특정 시간에 제한 구역에 진입했거나 또는 제한 구역을 퇴장했음을 나타내는 제 4 정보와 같은 이러한 정보를 로깅하기 위한 단계들(532-534)이 수행된다. 그후, 방법(500)이 종료되거나 또는 다른 프로세싱이 수행되는 단계(536)가 수행된다.
[0051] 본 발명이 하나 또는 그 초과의 구현들과 관련하여 예시되고 설명되지만, 본 명세서 및 첨부 도면들을 파악하여 이해할 때 당업자들에게 균등한 변경들 및 변형들이 떠오를 것이다. 이에 더해, 본 발명의 특정 특징이 몇몇 구현들 중 오직 하나와 관련하여 개시되지만, 이러한 특징은, 임의의 주어진 또는 특정 애플리케이션에 대해 바람직하고 유리할 수 있기 때문에, 다른 구현들의 하나 또는 그 초과의 다른 특징들과 조합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 폭 및 범위는 앞서 설명된 실시예들 중 임의의 것에 의해 제한되어서는 안된다. 오히려, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위들 및 그 등가물들에 따라 정의되어야만 한다.

Claims (20)

  1. RFID(Radio Frequency Identification) 안테나 및 제어기를 포함하는 RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 RFID 트랜스폰더의 RF(Radio Frequency) 필드, 자기장, 열, 광 또는 움직임으로부터 에너지를 수집하기 위한 에너지 하베스팅 동작(energy harvesting operation)들을 상기 RFID 트랜스폰더의 전압 스캐빈징 디바이스(voltage scavenging device)에 의해 수행하는 단계 ― 상기 전압 스캐빈징 디바이스는, 스위치, 전파 정류기(full wave rectifier), 에너지 하베스터 전력 매니저 및 에너지 저장 디바이스를 포함함 ―;
    상기 RFID 트랜스폰더의 안테나의 안테나 주파수에 대응하는 RF 필드로 진입할 때 상기 에너지 저장 디바이스를 미리-결정된 전압 레벨까지 충전하는 단계;
    보통 상기 RFID 트랜스폰더의 안테나와 상기 전파 정류기 사이에 전기적 접속 또는 폐회로를 제공하는 포지션에 있는 스위치로 하여금 상기 에너지 저장 디바이스가 상기 미리-결정된 전압 레벨로 충전될 때 포지션을 변경하게 하는 단계;
    상기 RFID 트랜스폰더의 전압 컨버터에 의해, 상기 전압 스캐빈징 디바이스로부터 수신된 신호의 전압 레벨을, 상기 RFID 트랜스폰더에 대한 정상 동작 범위의 적어도 10배(one order of magnitude) 미만인 서브-임계 전압 레벨까지 증가시키거나 또는 감소시키는 단계; 및
    상기 서브-임계 전압 레벨의 동작 전압을 상기 RFID 트랜스폰더의 적어도 트랜시버 회로에 공급하는 단계를 포함하는,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 레벨에 대한 정상 동작 범위는 1.2볼트 내지 3.6볼트인,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브-임계 전압 레벨은 200밀리-볼트 내지 600밀리-볼트 이내인,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 레벨은, 상기 에너지가 RF 필드, 자기장, 열 또는 광으로부터 수집될 때, 상기 서브-임계 전압 레벨까지 증가되는,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 레벨은, 상기 에너지가 상기 RFID 트랜스폰더의 광 또는 움직임으로부터 수집될 때, 상기 서브-임계 전압 레벨까지 감소되는,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 동작들은:
    장비로부터 주변 환경에 방출되는 RF 에너지를 캡쳐하는 동작;
    보통 상기 RFID 트랜스폰더의 안테나와 상기 RFID 트랜스폰더의 상기 전파 정류기 사이에 전기적 접속을 제공하는 포지션에 있는 상기 스위치를 통해 상기 RF 에너지를 통과시키는 동작;
    전력을 생성하기 위해 상기 RF 에너지를 직류로 컨버팅하는 동작;
    상기 에너지 저장 디바이스를 상기 미리-결정된 전압 레벨까지 충전하기 위해, 상기 전력을 상기 RFID 트랜스폰더의 상기 에너지 저장 디바이스에 공급하는 동작; 및
    상기 에너지 저장 디바이스의 전압 레벨이 상기 미리-결정된 전압 레벨과 동일하거나 또는 그보다 더 클 때, 상기 에너지 저장 디바이스로부터 상기 RFID 트랜스폰더의 상기 제어기에 전력을 공급하는 동작을 수반하는,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 디바이스는 수퍼 커패시터를 포함하는,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치가 상기 안테나로부터 연결해제되고 상기 RFID 트랜스폰더의 트랜시버에 연결되도록, 상기 스위치가 포지션들을 변경하게 하기 위해, 스위치 제어 신호를 생성하여 상기 스위치 제어 신호를 상기 제어기로부터 상기 스위치에 전송하는 단계를 더 포함하는,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 RFID 트랜스폰더로부터 외부 디바이스에 정보를 통신하는 단계를 더 포함하는,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정보는, 제한 구역으로의 사람의 액세스를 승인할지 또는 거절할지 여부를 결정하는데 유용한,
    RFID 트랜스폰더를 동작시키기 위한 방법.
  11. RFID 트랜스폰더로서,
    RFID 안테나 및 제어기;
    상기 RFID 트랜스폰더의 RF 필드, 자기장, 열, 광 또는 움직임으로부터 에너지를 수집하기 위한 에너지 하베스팅 동작들을 수행하는 전압 스캐빈징 디바이스;
    상기 전압 스캐빈징 디바이스로부터 수신된 신호의 전압 레벨을, 상기 RFID 트랜스폰더에 대한 정상 동작 범위의 적어도 10배 미만인 서브-임계 전압 레벨까지 증가시키거나 또는 감소시키는 전압 컨버터; 및
    상기 서브-임계 전압 레벨의 동작 전압이 공급되는 트랜시버 회로를 포함하고,
    상기 전압 스캐빈징 디바이스는, 스위치, 전파 정류기, 에너지 하베스터 전력 매니저 및 에너지 저장 디바이스를 포함하고,
    상기 제어기는, 보통 상기 RFID 트랜스폰더의 안테나와 상기 전파 정류기 사이에 전기적 접속 또는 폐회로를 제공하는 포지션에 있는 스위치로 하여금 상기 에너지 저장 디바이스가 미리-결정된 전압 레벨로 충전될 때 포지션을 변경하게 하는,
    RFID 트랜스폰더.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압 레벨에 대한 정상 동작 범위는 1.2볼트 내지 3.6볼트인,
    RFID 트랜스폰더.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 서브-임계 전압 레벨은 200밀리-볼트 내지 600밀리-볼트 이내인,
    RFID 트랜스폰더.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압 레벨은, 상기 에너지가 RF 필드, 자기장, 열 또는 광으로부터 수집될 때, 상기 서브-임계 전압 레벨까지 증가되는,
    RFID 트랜스폰더.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 전압 레벨은, 상기 에너지가 상기 RFID 트랜스폰더의 광 또는 움직임으로부터 수집될 때, 상기 서브-임계 전압 레벨까지 감소되는,
    RFID 트랜스폰더.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 에너지 하베스팅 동작들은:
    장비로부터 주변 환경에 방출되는 RF 에너지를 캡쳐하는 동작;
    보통 상기 RFID 트랜스폰더의 안테나와 상기 RFID 트랜스폰더의 상기 전파 정류기 사이에 전기적 접속을 제공하는 포지션에 있는 상기 스위치를 통해 상기 RF 에너지를 통과시키는 동작;
    전력을 생성하기 위해 상기 RF 에너지를 직류로 컨버팅하는 동작;
    상기 에너지 저장 디바이스를 상기 미리-결정된 전압 레벨까지 충전하기 위해 상기 전력을 상기 RFID 트랜스폰더의 상기 에너지 저장 디바이스에 공급하는 동작; 및
    상기 에너지 저장 디바이스의 전압 레벨이 상기 미리-결정된 전압 레벨과 동일하거나 또는 그보다 더 클 때, 상기 에너지 저장 디바이스로부터 상기 RFID 트랜스폰더의 제어기에 전력을 공급하는 동작을 수반하는,
    RFID 트랜스폰더.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 디바이스는 수퍼 커패시터를 포함하는,
    RFID 트랜스폰더.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 스위치가 상기 안테나로부터 연결해제되고 상기 RFID 트랜스폰더의 트랜시버에 연결되도록, 상기 스위치가 포지션들을 변경하게 하기 위해, 스위치 제어 신호를 생성하여 상기 스위치 제어 신호를 상기 스위치에 전송하는,
    RFID 트랜스폰더.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 트랜시버 회로는, 상기 동작 전압이 상기 서브-임계 전압 레벨로 공급될 때, 외부 디바이스에 정보를 통신하는,
    RFID 트랜스폰더.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 정보는, 제한 구역으로의 사람의 액세스를 승인할지 또는 거절할지 여부를 결정하는데 유용한,
    RFID 트랜스폰더.
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