KR20020087470A - 시그널링 시스템 및 이에 사용하기 위한 트랜스폰더 - Google Patents

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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

시그널링 시스템은 복수의 활성 트랜스폰더(10), 인테로게이션 스테이션(12) 및 스위칭 신호원을 포함한다. 각 트랜스폰더는 마이크로제어기(20), 인테로게이션 스테이션으로부터의 무선 인테로게이션 신호에 응답하기 위한 무선 트랜시버(34), 마이크로제어기가 활성을 유지하는 동안, 트랜시버를 온 또는 오프로 스위치 하는 스위칭 수단에 의해 제어기에 커플링된 무선 트랜시버 및 신호가 트랜시버를 온이나 오프로 스위칭하기 위한 스위칭 신호원으로부터 스위칭 신호를 수신하기 위한 마이크로제어기에 의해 사용되는 스위칭 스테이션으로부터의 스위칭 신호를 수신하기 위한 수동 수신기(38)를 구비한다. 트랜스듀서(26,28,30)는 예를 들면, 주위 온도 및 습도 같은 환경적 특징을 모니터링하기 위한 마이크로 제어기로 커플링 될 수 있고, 이 특징과 관련하는 데이터는 요구될 때, 인테로게이션 스테이션(12) 내의 저장 수단(56)에 다시 놓이도록 준비되어 RAM(32)에 저장된다. 수동 수신기에 의해 수신된 신호는 무선 트랜시버가 트랜스폰더로부터의 가짜 방사가 허가되지 않은 항공기내 같은 위치에서 활성화 안되게(de-activate)하고 그런 위치로부터 제거될 때 다시 활성화 되도록 한다.

Description

시그널링 시스템 및 이에 사용하기 위한 트랜스폰더{SIGNALLING SYSTEM AND A TRANSPONDER FOR USE IN THE SYSTEM}
다양한 기능을 제공하는 많은 이러한 시스템들이 존재하고, 가장 유명하게 알려진 것 중의 하나는 무선 트랜스폰더를 포함하고 있는 태그(tag)가 고가치 물품에 부착되고, 페이 포인트(pay point) 뒤에 위치한 인테로게이팅 스테이션이 구입 거래에서 제거되지 않은 태그(tag)를 탐지하는 숍리프팅(shoplifting) 탐지기 시스템이다. 더 인텔리젼트한 시스템에서, 태그는 소위 오프쇼어 오일 리그(offshore oil rig) 상의 사람의 위치를 확인하거나, 소위 사료(feed)의 양이 생산된 우유의양과 관련된 동물 사료공급(feeding) 시스템에서 동물의 떼 가령, 소들을 확인하는 데 사용될 수 있는 디지털로 코딩된 신호를 전송할 수 있다.
더 간단하고 덜 비싼 시스템은 Philips I·CODE 라벨링 시스템으로 트랜스폰더가 보안 애플리케이션, 소포(parcel) 분배, 화물 분류 및 수집 시스템, 소매 판매 및 분배, 도서관 서비스 및 소스 태깅(source tagging)(위조 방지)에 사용될 수 있는, 비싸지 않고 자체 부착하는 스마트 수동 라벨을 포함한다.
시스템 아키텍쳐에 의존하여, 트랜스폰더는 배터리가 태그 내에 포함되지 않고, 파워가, 인테로게이팅 신호나 다른 외부의 여기장(excitation field)으로부터, 직접적으로 또는 캐패시터 같은 전류 저장 장치의 사용을 통하여 도출되는 것을 일반적으로 의미하는 수동이거나, 태그가 배터리 가령, 리튬 배터리를 태그 내의 트랜스폰딩 회로를 구동하기 위하여 포함하는 것을 일반적으로 의미하는 능동(active)일 수 있다.
비록 능동 태깅 시스템이 수동 태깅 시스템보다 많은 성능상의 이점을 제공할지라도, 능동 태그로부터의 가짜의 낮은 레벨의 방사(radiation)가 받아들일 수 없는 것으로 여겨질 수 있는 어떤 환경이 있다. 이에 관한 한 가지 경우는 항공기에 탑승 시에 무선 장치(전송기 또는 능동 수신기)의 사용이다. 이 타입의 환경을 다스리는 엄격한 규율을 만족시킨다는 것을 확실히 하기 위하여, 활성 태그를 진정한 제로 파워 대기(true zero power standby) 모드로 구현할 필요가 있을 수 있다. 이 타입의 기능을 구현하는데 있어서의 문제점은 수신기가 "웨이크업(wake up)" 인스트럭션을 들을 수 없어서 완전히 디스에이블된 상태로 배치될 때 태그를 다시 활성화하는 것이 다소 어렵다는 것이다.
EP-B1-0 299 557은 인테로게이션 필드가 충분한 강도를 가질 때만 자동 트랜스폰더가 배터리 단자와 결합되는 스톡 팜(stock farm)을 위한 식별(identification) 시스템을 개시한다. 단순한 식별 목적을 위해, 이러한 장치(arrangement)는 적당하고, 배터리의 수명을 연장키는 데 기여한다.
그러나 더 새로운 트랜스폰딩 시그널링 시스템은 봉합된 소포(sealed parcel)같은 물품이 소위, 취급, 저장, 전송하는 동안 처하게 되는 환경의 히스토리를 태그가 축적해 나갈 수 있을 것을 요구한다. 이는 자동 태그의 트랜스폰딩 회로가 배터리가 완전히 끊어짐으로써 디스에이블된다면 행해질 수 없다.
발명의 개요
본 발명의 목적은, 태그가 요구될 때 활성화되도록 하면서, 능동 태그의 트랜스폰더 회로로부터 가짜 방사를 제거하거나 상당히 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 트랜스폰더의 동작을 제어하기 위한 제어기, 스위칭 수단에 의해 제어기와 결합된 무선 트랜시버, 제어기와 결합된 전기 전류원 및 무선 트랜시버의 동작을 금지하거나 허가하는 스위칭 수단을 활성화하기 위한 신호를 제공하기 위한 제어기와 결합된 무선 신호 수신 수단, 무선 트랜시버로 전송되고 무선 트랜시버로부터 수신된 신호에 의해 트랜스폰더를 인테로게이팅하기 위한 트랜스폰더 인테로게이션 스테이션 및 범위 내에 있을 때, 신호 수신 수단에 의해 수신 가능한 스위칭 신호원을 포함하는 트랜스폰더를 포함하는 시그널링 시스템이 제공된다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 인테로게이션 시스템에서의 사용을 위한 트랜스폰더를 제공하되, 트랜스폰더는 트랜스폰더의 동작을 제어하기 위한 제어기, 스위칭 수단에 의해 제어기와 결합된 무선 트랜시버, 제어기와 결합된 전기 전류원, 및 무선 트랜시버의 동작을 금지하거나 허가하기 위한 스위칭 수단을 활성화하기 위한 신호를 제공하기 위한 제어기와 결합된 무선 신호 수신 수단을 포함한다.
심지어 태그로부터의 가짜 방사가 허가되지 않은 때에도 태그의 어떤 기능은 활성될 수 있으나, 트랜시빙(transceiving) 섹션은 제어기에 커플링 되는 수동 수신기로 전송된 신호에 의해서 재활성될(re-activated) 수 있는 실현에 본 발명은 기초하고 있다.
태그가 달린 물품이 처하는 환경적 변화를 모니터 하는 것이 요구된다면, 온도와 습도 센서 같은 트랜스듀서(transducer)가 제공되고, 심지어 트랜시빙 섹션이 디액티베이팅(de-activate)될 때에도 RAM에서 획득된 데이터를 저장하는 제어기로 커플링 된다. 태그가 재활성화 되면, 인테로게이션 되자마자 저장된 데이터는 독출될(read-out) 수 있다. 무선 신호 수신 수단에 의해 트랜시빙 섹션을 끄고 켜는 것은 포지티브 방법으로 행해져서, 정상 인테로게이션 필드를 통해 디액티베이팅된 태그를 통과시키는 것은 그것이 재활성화 되게 할 수 없게 할 것이다. 인테로게이션 신호의 특성은 스위칭 신호와 완전히 다를 수 있어서, 그에 따라 요구되지 않은 신호에 의한 부주의한 동작의 위험을 상당히 줄인다.
무선 신호 수신 수단은 스위칭 신호로부터 그 전력을 도출하는 수동 무선 수신기를 포함할 수 있다.
본 발명은 인테로게이션(interrogation) 스테이션에 의해 전송된 인테로게이팅(interrogating) 신호에 응답하는 응답 신호를 전송하기 위한 트랜스폰딩(transponding) 장치를 포함하는 시그널링(signaling) 시스템에 관한 것이다. 본 명세서에서 트랜스폰딩이라는 용어는 가령, 인테로게이팅 주파수를 나누거나 곱함으로써 도출되는 응답 신호뿐만 아니라 인테로게이팅 주파수에 독립적으로 생성되는 응답 신호도 포함하도록 의도된다.
본 발명에 따른 시그널링 시스템의 실시예는 이제 포함하는 도면의 단일 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
설명된 실시예는 세 주요 구성 요소, 트랜스폰더 태그(10), 인테로게이션 스테이션(12) 및 스위칭 신호 스테이션(14)을 포함한다. 비록 단일 태그(10)가 도시되었으나 실제로는 복수의 태그가 사용될 것이다.
트랜스폰더 태그(10)는 다양한 오프-칩 장치와 연결된 마이크로 제어기(20)를 포함한다. 마이크로 제어기(20) 및 오프-칩 장치는 배터리(22) 가령, 리튬 전지(lithium cell)에 의해 구동된다. EEPROM(24)은 마이크로 제어기(20)의 동작을 위해 필요한 소프트웨어 및 식별(identification) 코딩을 저장한다. 태그가 부착된 물품의 환경과 핸들링을 모니터링 하기위해 많은 센서나 트랜스듀서(26,28,30)가 마이크로제어기(20)에 연결된다. 센서는 온도 세서(26), 습도 센서(28) 및 그 밖의 다른 센서 가령 물품의 심한 핸들링 및/또는 떨어뜨림을 모니터하기 위한 가속도계를 포함할 수 있다. 이 센서로부터의 데이터는 마이크로제어기(20)에 의해 디지털화되고 랜덤 액세스 메모리(RAM)(32)에 저장된다.
트랜시버(34)는 마이크로제어기(20)에 의해 제어된 전기 스위치(36)에 의해 마이크로제어기(20)에 커플링 된다. 트랜시버(34)는 868 MHz의 주파수에서 동작하고, 인테로게이션 스테이션(12)으로부터 인테로게이팅 신호를 수신하고 인테로게이션 스테이션(12)으로 인테로게이팅 신호를 송신한다. 인테로게이팅 신호가 식별 코드를 포함할 수 있고/있거나 응답 신호가 인코딩될 수 있다. 설명된 시스템은 트랜시버(34)가 그 주파수를 인테로게이팅 신호의 주파수로 록(lock) 가능한 이점을 갖는 단일 주파수에서 동작한다. 그러나 트랜시버(34)는 인테로게이팅 신호, 가령, 고조파나 서브 고조파로부터 도출된 주파수에서 전송할 수 있거나 인테로게이팅 신호의 주파수와 관련되지 않은 주파수에서 전송할 수 있다.
나선형 안테나(40)를 포함할 수 있는 간단한 수동 무선 수신기(38)는 마이크로제어기(20)로 커플링 된다. 수신기(38)는 스위칭 신호 스테이션(14)으로부터 릴레이(relay)된 제어 신호를 제공하되, 이 신호는 전기 스위치(36)를 활성화하기 위한 마이크로제어기(20)에 의해 사용된다. 스위칭 신호 스테이션(14)은 인테로게이팅 신호의 주파수와는 상당히 다른 주파수 가령, 13.56 MHz에서 동작한다. 바란다면, 신호는 수동 태그와 함께 널리 사용된 코드인, Philips I·CODE를 사용하여 인코딩될 수 있다. 그런 경우, Philips Semiconductors에 의해 제조된 I·CODE 칩(42)은 안테나(40)와 마이크로제어기(20) 사이의 신호 경로에서 커플링 된다. 선택사양적으로, 수신기(38)는 안테나(40) 수단에 의해 스위칭 신호 스테이션(14)으로 신호가 전송될 수 있게 하는 트랜시버를 포함할 수 있다.
인테로게이션 스테이션(12)은 EEPROM(24)에 저장된 소프트웨어에 따라서 동작하는 프로세서(52)와 커플링된 트랜시버(50)을 포함한다. 복수의 저장 영역 A1 내지 An, B1 내지 Bn, C1 내지 Cn으로서 배치된 큰 RAM(56)은 차후의 복원을 위해 각각의 트랜스폰더 태그(10)로부터 릴레이(relay)된 환경 데이터를 저장한다.모뎀(58)은 일반적으로 블록(60)에 의해 표현된 데이터 링크를 갖는 프로세서(52)를 인터페이스 한다.
정상적인 동작에서, 트랜스폰더 태그(10)는 물품, 가령, 에어 링크(air link)를 거쳐 수송기(carrier)에 의해 실어지는 소포(parcel)에 부착된다. 수신자의 세부 사항이 태그 자체의 정체(identity)와 함께 EEPROM(24)에 저장된다. 소포를 핸들링함에 있어서 그것은 일련의 인테로게이션 스테이션(12)을 통과한다. 각 스테이션에서 정체와 목적지는 인식되고 물품의 핸들링 및 라우팅(routing)을 용이하게 하기 위하여 사용된다. 또한 센서(26,28,30)에 의해 감지되고 RAM(32)에 저장된 임의의 데이터는 인테로게이션 스테이션으로부터의 리퀘스트에 응답하여 독출되고 스테이션(12)으로 트랜시버(34)에 의해 릴레이(relay)되는데, 스테이션에서 RAM(56)의 복수의 저장 영역 A1 내지 An, B1 내지 Bn, C1 내지 Cn 중 하나에서 저장된다. RAM(32)로부터의 데이터의 독출은 파괴적으로 행해질 수 있거나, 대안적으로, 저장된 데이터는 그것이 독출되고 인테로게이션 스테이션으로 릴레이(relay)된 후에 새로운 데이터에 의해 겹쳐 쓰여질 수 있다.
항공 화물 터미널에서, 물품은 분류된 후에 스위칭 스테이션(14)에 의해 전송된 "스위치-오프(switch-off)" 신호를 받는데, 이 신호는 마이크로제어기가 스위치를 개방하게 하여, 태그(10)를 능동으로 놔 두나 어떠한 의미를 가질만한 양의 방사를 생성하지 아니하면서 트랜시버(34)를 디스에이블한다. 이 상태에서 마이크로제어기(20)는 센서(26,28,30)에 의해 탐지된 환경 데이터가 RAM(32)에 저장될 수 있다는 것을 보장하나 스테이션(12)으로부터의 어떤 인테로게이션 신호에도 응답할수 없다.
물품은 트랜시버(34)가 뮤트(muted)되었다는 확실한 지식으로 그 때 항공기로 로드될 수 있다.
목적지 항공 화물 터미널에서 물품은 수동 수신기(38)에 의해 탐지되었다는 "스위치-온(switch-on)" 신호를 보내는 스위칭 신호 스테이션(14)에 의해 전달된다. 마이크로제어기(20)는 스위치(36)를 닫는 신호를 생성하고 그에 따라 트랜시버(34)를 인에이블링 한다. 그 후, 태그(10)는 신호를 인테로게이팅 하는 것에 응답하고 RAM(32)에 저장된 임의의 데이터를 전송할 수 있다.
바란다면, 특정 태그에 관련하고 많은 인테로게이션 스테이션(12)에 저장된 데이터는 물품이 노출된 환경적 조건상에 어떤 물음(query)이 발생한다면 독출되도록 기꺼이 한 스테이션에 의해 합쳐질 수 있다.
수동 무선 수신기(38)가 I·CODE 신호 같은 신호를 전송하는 데 적응된다면, 그 정체를 전송하기 위하여 웨이크업 시키고(woken-up) 그 다음 슬립(sleep) 모드로 리턴 하게 함으로써 태그(10)의 용도를 확장하는 것이 가능할 것이다. 그런 능력은 태그를 가지는 소포(parcel)가 콘베이어 벨트를 따라 전송되는 동안 분류되어 디플렉터(deflector)에 의해 적당한 빈으로 안내되게 할 수 있을 것이다. 최종 목적지 주소는 스위칭 스테이션(14)에 저장될 수 있고 이 정보는 디플렉터를 실행하기 위해 사용된다.
본 명세서 및 청구항에서 단수로 표현된 요소는 그런 요소의 복수개의 존재를 제외하지 않는다. 단어 "포함하는"도 열거된 요소나 단계가 아닌 다른 요소나단계의 존재를 제외하지 않는다.

Claims (10)

  1. 시그널링 시스템에 있어서,
    트랜스폰더(transponder)의 동작을 제어하기 위한 제어기, 스위칭 수단에 의해 제어기로 커플링 된 무선 트랜시버, 상기 제어기로 커플링 된 전기 전류원 및 무선 트랜시버의 동작을 금지하거나 허가하기 위하여 상기 스위칭 수단을 활성화하기 위한 신호를 제공하기 위한 상기 제어기로 커플링 된 무선 신호 수신 수단을 포함하는 트랜스폰더와,
    상기 무선 트랜시버로 전송되는 그리고 상기 무선 트랜시버로부터 수신되는 신호에 의해 상기 트랜스폰더를 인테로게이팅을 위한 트랜스폰더 인테로게이션 스테이션과,
    범위 내에 있을 때, 상기 신호 수신 수단에 의해 수신 가능한 스위칭 신호원을 포함하는
    시그널링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더가 상기 제어기에 커플링된 적어도 하나의 트랜스듀서 및 트랜스폰더에 의해 생성된 정보를 나타내는 데이터를 저장하기 위한 랜덤 액세스 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    시그널링 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더 인테로게이션 스테이션이 인테로게이션 신호에 응답하여 트랜스폰더에 의해 릴레이(relay)된 상기 데이터를 저장하기 위한 저장 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는
    시그널링 시스템.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 무선 수신 수단이 수동 무선 수신기를 포함하고 상기 스위칭 신호원이 상기 수동 무선 수신기와 통신하기 위한 무선 전송기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    시그널링 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더 인테로게이션 스테이션 및 상기 스위칭 신호원이 서로 다른 주파수에서 동작하는 것을 특징으로 하는
    시그널링 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더 인테로게이션 스테이션 및 상기 스위칭 신호원이 서로 다른 주파수에서 동작하는 것을 특징으로 하는
    시그널링 시스템.
  7. 인테로게이션 시스템에서의 사용을 위한 트랜스폰더에 있어서,
    상기 트랜스폰더의 동작을 제어하기 위한 제어기, 스위칭 수단에 의해 상기 제어기에 커플링된 무선 트랜시버, 상기 제어기에 커플링된 전기 전류원, 및 상기 무선 트랜시버의 동작을 금지하거나 허가하기 위하여 상기 스위칭 수단을 활성화하기 위한 신호를 제공하기 위한 상기 제어기에 커플링된 무선 신호 수신 수단을 포함하는
    인테로게이션 시스템에서의 사용을 위한 트랜스폰더.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더가 상기 제어기에 커플링된 적어도 하나의 트랜스듀서 및 상기 트랜스폰더에 의해 생성된 정보를 나타내는 데이터를 저장하기 위한 랜덤 액세스 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    인테로게이션 시스템에서의 사용을 위한 트랜스폰더.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 트랜스폰더 인테로게이션 스테이션이 인테로게이션 신호에 응답하여 상기 트랜스폰더에 의해 릴레이(relay)된 상기 데이터를 저장하기 위한 저장 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는
    인테로게이션 시스템에서의 사용을 위한 트랜스폰더.
  10. 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 무선 수신 수단이 수동 무선 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    인테로게이션 시스템에서의 사용을 위한 트랜스폰더.
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