KR20040041756A - 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템에 관한 것이다. 트랜스폰더 충돌 방지 방법 및 시스템은 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계, 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계, 제1 응답 데이터가 비정상이면, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 제2 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 제2 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계, 제2 응답 데이터가 비정상이면, 미리 정해진 지연 시간 후 제3 응답 데이터를 송신하도록 하는 제3 명령 코드를 인식 영역으로 전송하는 단계, 제3 명령 코드에 의한 응답으로 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제3 응답 데이터들이 미리 정해진 지연 시간 이상의 차이를 두고 수신되면, 먼저 수신된 제3 응답 데이터를 전송한 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR ANTI-COLLISION BETWEEN TRANSPONDERS}
본 발명은 단일 채널에서 동작하는 무선 인식 시스템의 인식 영역에서 다량의 트랜스폰더가 접근할 때 데이터 충돌을 방지할 수 있는 명령 코드 충족 알고리즘을 이용한 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템에 관한 것이다.
현대 산업에서 활발히 적용되고 있는 무선 인식 시스템은 단순 비접촉 인식에서 벗어나 다수의 트랜스폰더(Transponder)를 인식하고자 하는 연구가 진행되기 시작하였다. 이미 영국의 비티쥐(BTG)사의 피터 호키스(Peter Hawkes)는 이진 트리 검색 알고리즘을 적용하여 다중 트랜스폰더를 인식하기 위한 방법을 제안하였다. 또한, 2001년 스페인의 라 팔마 드 그랑 까나리아(Las Palmas de Gran Canaria) 대학의 에르난데스(P. Hernandez)는 충돌 방지(Anti-collision) 프로토콜에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그리고 미국에 엠아이티(MIT) 공대의 자동 인식(Auto-ID) 연구소는 고속으로 이동하는 트랜스폰더의 판별과 시간 영역에서 데이터 충돌에 대한 연구가 계속 진행 중에 있다. 상기 연구 내용은 스포츠 기록 장치, 동물 관리, 컴베이어 시스템에서 물류 관리 및 미아 찾기 시스템 등에 적용하기 매우 유용하다. 그러면 종래의 데이터 충돌 방지 방법을 소개하면 하기와 같다.
도1은 종래의 충돌 방지 방법의 종류를 보여주는 도면이다.
도1을 참조하면, 종래의 데이터 충돌을 방지하는 방법(100)은 크게 3가지로 주파수 영역(Frequency domain:120), 공간 영역(Spatial domain:110) 및 시간 영역(Time domain:150) 충돌 방지 방법을 사용하고 있다. 상기 공간 영역 충돌 방지 방법(110)은 공간의 제약 및 안테나의 인식 방향 등에 의해 특정 분야에 사용된다.
상기 주파수 영역 충돌 방지 방법(120)은 주파수를 할당하여 여러 가지 채널을 생성하는데 송수신 시 인접 채널 간에 보호 대역이 필요하며 시스템 설계가 어렵고 인식할 수 있는 트랜스폰더의 수량이 한정적이다. 또한, 상기 주파수 영역 충돌 방지 방법(120)은 크게 2가지로 구분되는데, 주파수 분할 다중 접근 방식(FDMA:130)과 확산 스펙트럼 방식(SS:140)이 존재한다.
상기 주파수 분할 다중 방식(130)은 원하는 신호의 대역폭만큼 전체 대역폭을 분할하여 사용하며, 인접 채널 간에 간섭을 방지하기 위해서 보호 대역이 필요하다. 또한, 상기 주파수 분할 다중 방식(130)은 데이터 송수신 시 FDD(FrequencyDivision Duplex)가 필요하며, 구현이 어렵고 약 3dB 의 손실이 발생한다. 그리고 상기 주파수 분할 다중 방식(130)은 주파수 이용 효율에 한계성으로 사용되는 트랜스폰더의 수량이 적다.
상기 확산 스펙트럼 방식(140)은 코드 분할 다중 접근(CDMA)방식과 같은 원리로 독립적인 코드화가 가능하고 다수의 방법으로 대역폭을 넓히거나 중심 주파수를 이동하여 사용 가능하지만, 하드웨어가 복잡하다는 단점이 있다.
상기 시간 영역 충돌 방지 방법(150)은 리더(Reader)에 의한 방법(160)과 트랜스폰더에 의한 방법(170)이 존재한다. 상기 트랜스폰더에 의한 방법(170)은 비동기적이고, 순차적으로 접근해야 하는 단점을 가지고 있다. 반면에, 상기 리더에 의한 방법(160)은 동기적으로 동작하고 무작위로 접근할 경우에도 데이터 손실을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 피터 호키스는 상기 리더에 의한 방법(160)으로 이진 트리 검색 알고리즘을 사용하여 오류 데이터 비트를 찾는 방법을 제안하였다. 상기 오류 데이터 비트를 찾는 방법은 리더의 인식 영역에 존재하는 모든 트랜스폰더가 진입하는 순서에 따라 그룹으로 나누어져 무조건적인 충돌이 발생되므로, 이때 충돌된 상기 트랜스폰더의 데이터를 재 전송한다. 따라서 상기 오류 데이터 비트를 찾는 방법은 충돌을 방지하기 보다는 충돌을 발생시킴으로써 상기 트랜스폰더를 인식한다. 상기 충돌로 인한 데이터의 오류 비트를 줄이기 위하여 전송되는 데이터는 정렬되어야 한다. 따라서 접근하는 상기 트랜스폰더는 동시에 리더로 데이터를 전송해야만 오류 비트의 개수를 최소화 시킬 수 있다. 그 결과로 인식할 수 있는 상기트랜스폰더의 개수는 재 전송되는 데이터를 수신하는 시간이 증가하기 때문에 한정적이다.
도2는 종래의 오류 데이터 비트를 찾는 방법으로 오류 비트 위치 검색을 보여주는 도면이다.
도2를 참조하면, 상기 오류 비트 위치를 검색하기 위하여 다수의 코딩 방법 중에 효율이 좋은 맨체스터 코딩의 예를 통해서 260번 경우, 270번 경우 및 280경우를 각각 보여준다. T1, T2 및 T3 는 트랜스폰더를 나타내며, R 은 수신 데이터 결과를 나타낸다.
상기 260번 경우는 3개의 트랜스폰더(200, 205, 210)가 동시에 데이터를 전송했을 때 3개의 비트에서 오류(215)가 발생했다. 그러나 상기 270번 경우는 3개의 트랜스폰더(220,225,230)를 서로 다른 시간에 데이터를 전송하기 때문에 정상적인 데이터 비트는 하나(235) 뿐이다. 또한 상기 280번 경우도 3개의 트랜스폰더(240,245,250)를 서로 다른 시간에 데이터를 전송하기 때문에 정상적인 데이터 비트보다 더 많은 데이터를 오류로 인식(225)하게 된다. 따라서 송신하는 데이터가 서로 다른 시간에 데이터를 전송한다면 상기 오류 비트를 검색하는 시간이 더욱 증가할 것이다. 또한, 상기 송신하는 데이터 중 3개의 비트가 오류로 판명되었기 때문에 이진 트리 검색 알고리즘을 선택하여 재송신을 하는 방법은 최소한 3번을 송수신 해야 함으로 그만큼 시간적인 손실이 발생하게 된다.
따라서 상기 다수의 트랜스폰더가 리더의 인식 영역 내에 있을 경우 상기 데이터 충돌의 조건이 파악되어 상기 데이터 충돌을 방지하는 것이 시간적인 손실을줄일 수 있다. 또한 상기 데이터 충돌 조건이 파악되는 것에 따른 상기 트랜스폰더의 인식 수량도 증가하게 될 것이다. 여기서 상기 시간 영역 충돌 방지 방법의 충돌 발생 여부를 판단해야 하는 이유가 발생한다.
상기 데이터 충돌은 데이터 손실로 전이되기 때문에 반드시 방지 되어야 하며, 데이터 충돌을 방지하기 위해서는 충돌이 발생하지 않을 조건이 필요하다. 분석되어진 상기 데이터 충돌을 방지 하는 조건은 다수의 트랜스폰더가 리더의 영역에 진입할 때 데이터를 송신할 트랜스폰더와 주위의 트랜스폰더 간에 접근 시간이 최소 14㎲ 이상이면 충돌을 방지할 수 있다. 그렇다면 충돌이 발생한 경우는 트랜스폰더 진입시간이 14㎲ 이하인 경우가 된다. 상기 충돌이 발생한 경우는 중첩의 경우이며 일반적으로는 발생하지 않는 특별한 경우이다. 따라서 상기 트랜스폰더 간에 14㎲ 차이의 명령 코드 충족 알고리즘을 제시하여 충돌을 방지함으로써 데이터의 손실을 막을 수 있는 방법 및 시스템의 필요성이 발생한다.
본 발명의 목적은 무선 인식 시스템에서 리더와 트랜스폰더 간에 데이터 통신을 할 때 리더의 명령 코드를 전부 수신하는 시간을 고려하여 데이터 충돌을 방지하는 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 데이터 충돌 방지가 가능한 명령 코드 충족 알고리즘을 제안하여 상기 명령 코드 충족 알고리즘을 적용한 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 주파수 영역 충돌 방지 방법보다 설계가 간편하며, 시간 영역 충돌 방지 방법보다 인식 시간이 감소되면서 인식할 수 있는 트랜스폰더의 수량이 증가한 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
도1은 종래의 충돌 방지 방법의 종류를 보여주는 도면.
도2는 종래의 오류 데이터 비트를 찾는 방법으로 오류 비트 위치 검색을 보여주는 도면.
도3은 데이터 충돌이 발생한 경우를 보여주는 도면.
도4는 트랜스폰더의 결함 거절을 보여주는 도면.
도5는 리더의 인식 영역에 다수의 트랜스폰더가 진입할 때 충돌 방지하는 것을 보여주는 도면.
도6은 명령 코드 충족 알고리즘의 순서도.
도7은 데이터의 도착 시간의 차이를 분석한 도면.
도8은 트랜스폰더의 딜레이를 보여주는 도면.
도9는 딜레이 발생시 명령 코드 충족 알고리즘을 보여주는 도면.
도10은 트랜스폰더의 전력 차이를 보여주는 도면.
도11은 송출 신호 간에 전력 차이 발생시 명령 코드 충족 알고리즘을 보여주는 도면.
도12는 리더의 추가 구성 요소를 보여주는 블록도.
도13은 트랜스폰더의 이동 속도와 인식 영역을 통과하는 시간에 대한 트랜스폰더의 수량을 보여주는 도면.
도14는 트랜스폰더 3개의 충돌 방지 파형을 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500… 리더(Reader) 520… 리더의 인식 영역
550… 시간 차이 555… 트랜스폰더(Transponder)
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 복수의 트랜스폰더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더에서 실행되는 충돌 방지 방법 및 시스템은 상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계, 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 상기 제2 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 제2 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 상기 제2 응답 데이터가 비정상이면, 미리 정해진 지연 시간 후 제3 응답 데이터를 송신하도록 하는 제3 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 상기 제3 명령 코드에 의한 응답으로 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제3 응답 데이터들이 상기 미리 정해진 지연 시간 이상의 차이를 두고 수신되면, 먼저 수신된 제3 응답 데이터를 전송한 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계를 포함하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계, 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터 간에 딜레이가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 딜레이가 존재하면, 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더 간의 거리를 산출하는 단계, 상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계 및 상기 산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구하는 단계를 포함 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계, 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터 간의 전력 차이가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 판단 결과 전력 차이가 존재하면, 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더 간의 거리를 산출하는 단계, 상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계, 상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계, 상기 산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구하는 단계를 포함하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법을 제공한다.
이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하는 것은 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하도록 하기 위함이며, 본 발명의 권리 범위를 첨부한 도면 및 상세한 설명에 기재된 실시예에 한정하는 것은 아니다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌이 발생한 경우를 보여주는 도면이다.
도3을 참조하면, 데이터가 충돌할 조건은 어떤 트랜스폰더가 리더의 인식 영역으로 접근하여 데이터를 리더로 전송 중 다른 트랜스폰더가 데이터를 전송할 때만 충돌이 발생하게 된다. T2(305, 335)에 Wt는 트랜스폰더가 리더로 데이터를 전송한 후 일정 상황에 대하여 리더의 명령을 기다리는 시간이다. 또한, T2(305, 335)에 Tt는 트랜스폰더에서 리더로 데이터를 전송하는 시간이다. 그리고 T2(305, 335)에 Rt는 리더에서 트랜스폰더로 데이터를 전송하는 시간이다.
상태1(300)에서는 n개의 트랜스폰더가 리더의 인식 영역 진입하기 전에 이동하는 속도가 서로 다르게 진행하여 상태2(330)에 해당하는 리더의 인식 영역으로 진입하게 된다. 다수의 트랜스폰더 중에서 T1(325, 355)이 데이터를 송신하고 있는 중에, Tn(320, 350)의 데이터를 송신은 시간 c 만큼의 시간 차이 때문에 데이터 충돌이 발생한다. 또한, 상기 Tn(320, 350)의 데이터를 송신은 T3(310, 340)와도 충돌이 발생한다. 또한, 상기 T2(305, 335)와 T4(315, 345)도 역시 데이터 충돌이 발생한다.
여기서, 이동하는 트랜스폰더와 고정체인 리더의 통신을 위해서 데이터 전송 시간 및 대기 시간을 알아보면, 상기 리더는 상기 트랜스폰더로 에너지 신호와 명령 신호를 보내는 시간이 2.8ms가 소요된다. 상기 2.8ms 시간은 상기 리더로부터 전송되는 에너지를 상기 트랜스폰더가 충전하는 시간도 포함한다. 이 때 걸리는 시간은 최대 약 2.2ms가 소요된다. 또한, 상기 트랜스폰더에서는 인식 데이터를 모두 전송한 후 리더가 데이터를 정확히 수신했는지 그렇지 않은지에 대한 대기 시간이 필요하게 된다. 만약 데이터 전송 시 문제가 발생했다면, 상기 트랜스폰더는 재전송 명령을 받을 것이다. 상기 재전송 명령을 받는데 필요한 대기 시간은 약 1ms 정도가 소요된다. 또한, 상기 리더로부터 응답이 없다면 상기 트랜스폰더는 더 이상 대기하지 않는다. 결국 상기 리더와 상기 트랜스폰더 간에 안전하게 송수신할 수 있는 인식 시간은 약 6ms가 된다. 그러나 상기 대기 시간 1ms를 제외하면, 데이터 송수신은 5ms 이내에 종료한다. 따라서 주어진 시간 내에 데이터를 송신할 때 상기 데이터 충돌은 방지될 수 있다.
여기서 상기 데이터 송수신 시간에 대하여 충돌이 발생할 경우와 충돌 방지가 가능한 경우에 대한 조건은 다음과 같다.
[충돌 방지가 가능한 경우]
1 .트랜스폰더의 이동하는 속도가 같고 인식영역에 도달하는 시점이 14㎲ 이상 차이가 발생 할 경우.
2. 트랜스폰더의 이동하는 속도가 다르고 인식 영역에 도달 할 때 1회는 충돌이 발생할 가능성이 있지만 14㎲ 이후에 리더의 데이터를 재송신 할 경우.
3. 데이터를 완전히 전송한 트랜스폰더는 더 이상 리더에게 데이터를 송신 하지 않게 처리할 경우.
상기 1, 2, 3의 경우 충돌은 방지 될 수 있다. 여기서 상기 14㎲ 는 1 비트의 전송 속도이다. 상기 리더의 명령 코드 수신 시 1비트라도 수신이 되지 않으면 에러로 처리되기 때문에 상기 리더는 재전송을 기다려야 한다. 따라서 여러 개의 트랜스폰더 중 먼저 접근한 트랜스폰더가 상기 리더의 명령 코드를 모두 송신했다면 리더의 명령에 따라 데이터를 송신 할 수 있다. 이때 다른 트랜스폰더들은 상기 리더의 명령 코드를 수신 하지 못했기 때문에 상기 리더로 데이터를 송신하지 못한다. 그러나 [충돌 방지가 가능한 경우]를 만족하지 못한다면 데이터 충돌은 발생될 것이다.
[충돌이 발생할 경우]
1.이동하는 트랜스폰더의 속도가 같고 인식 영역에 도달하여 리더로부터 데이터 송신 시점이 같을 경우.
2.이동하는 트랜스폰더의 속도가 다르고 인식 영역에서 리더로부터 데이터 송신 시점이 같을 경우.
상기 1의 경우는 트랜스폰더 특성 중 데이터 송수신 시간이 최소 14㎲ 이상 차이가 나지 않아야 하고 노이즈로 인한 영향조차도 동일해야 할 특별한 상황에 대한 것이다. 그리고 상기 2의 경우는 동시에 같은 위치에서 14㎲ 의 차이도 없이 존재하는 상황인데 이것 또한 일반적인 상황은 아니다. 이때 데이터 충돌은 단 1회가 예상되며, 상기 리더가 데이터를 송신하는 시간 간격은 약 2ms대를 넘기 때문에 14㎲ 이후에 데이터를 재 전송하면 충돌의 상황은 충분히 방지 할 수 있다. 따라서 상기 리더는 최소 2회에 한해서 재 전송한다. 재 전송하는 이유는 초기에 상기 리더의 인식 영역에 동일한 조건으로 트랜스폰더가 진입했을 때 진입이후 이동하는 속도가 변화될 가능성이 있으므로 재요청으로 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 경우 리더의 인식 영역이 좀더 넓어진다면 충분히 극복될 수 있을 것이다. 결국 충돌이 발생할 경우는 실생활에서 발생할 경우가 매우 드문 경우이다. 결국 시간 영역 충돌 방지 방법은 인위적으로 데이터를 충돌 시켜 오류 비트를 검색하고 오류를 보완하기 위해서 재 전송 받기 때문에 시간적 손실이 발생하여 트랜스폰더를 인식할 수 있는 수량을 감소시킨다. 따라서 시간 영역 충돌 방지 방법 중 리더에 의해 제어되는 방법보다 명령 코드의 모든 비트를 인식하는 명령 코드 충족 알고리즘이 데이터 충돌을 방지하고, 이에 따른 시간적인 손실이 없어 인식할 수 있는 트랜스폰더의 수량을 증가 시킬 수 있다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스폰더의 결함 거절을 보여주는 도면이다.
도4를 참조하면, T1(400, 415, 430, 450), T2(405, 420, 435, 455), T3(425, 440, 460) 및 T4(410, 445, 465)는 상기 트랜스폰더를 나타낸다. 여기서, 다중의 트랜스폰더가 리더의 인식 영역으로 진입 했을 때 T2만 없다면 나머지 트랜스폰더들은 데이터 충돌이 발생하지 않을 것이다.
그러나 T2이 존재하기 때문에, 상기 T2는 나머지 트랜스폰더와 충돌이 발생하게 된다. 따라서 T2의 존재를 무시하는 결함 거절(Fault rejection)이 발생하게 된다. 상기 결함 거절이 발생하게 되면, T2가 없으므로 나머지 트랜스폰더는 충돌이 발생되지 않고 안전하게 상기 리더로 데이터를 전송하게 된다. 이를 수학적 모델링을 기반으로 충돌이 일어날 확률로 나타내면 다음과 같다.
상기 충돌이 일어날 확률은 트랜스폰더가 상기 리더의 인식 영역의 한 시점에서 존재할 때 분석되었으며, 모든 트랜스폰더는 같은 거리에 있다고 가정한다. 따라서 N개의 트랜스폰더가 인식하는 시간과 충돌이 일어날 트랜스폰더 최소 2개의 데이터 전송이 독립적이라고 정의하면 충돌이 발생할 확률은 수학식1과 같다.
상기 수학식1에서 λ는 모든 트랜스폰더 확률 변수이고, T`_{ 0 } 는 데이터 전송시간이며, t는 트랜스폰더이다. 또한, 충돌이 발생할 확률에서 임의의 트랜스폰더들의 충돌이 발생할 확률은 트랜스폰더가 데이터(To)를 보내는 중이거나 트랜스폰더가 데이터를 보내기 시작할 때 또 다른 트랜스폰더(j)가 전송을 시작하면 충돌이 일어난다. 그래서 각각의 트랜스폰더들은 2To의 충돌 영역을 갖는다고 정의 한다. 따라서 동일한 시간에 계속적인 충돌을 발생시키는 임의의 트랜스폰더의 결함 거절에 대하여 알아보면 수학식 2와 같다.
상기 수학식2에서 t`_{ a } 는 판독 시간이다. 상기 리더에서 데이터를 읽는 시간을 고려하면, 데이터 충돌은 방지될 수 있다. 또한, 트랜스폰더가 인식 영역에 한정된 트랜스폰더만 접근할 수 있게 인식 영역을 축소하게 되면, 트랜스폰더 간에 데이터 충돌도 방지될 수 있다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 리더의 인식 영역에 다수의 트랜스폰더가 진입할 때 충돌 방지하는 것을 보여주는 도면이다.
도5를 참조하면, 데이터 충돌은 트랜스폰더 상호간의 간섭을 유발시켜 상기 리더(500)가 두개 이상의 트랜스폰더를 읽지 못하거나 오류 데이터를 전송하여 잘못된 정보를 전달하는 등 데이터의 손실을 초래하게 된다. 시간 영역 충돌 방지 방법은 무조건 데이터 충돌을 발생 시킨 후 수신된 데이터의 오류 비트를 분석하고, 해당되는 트랜스폰더를 검색하여 재 전송 받음으로써 데이터 손실을 방지할 수 있다. 그러나 상기 시간 영역 충돌 방지 방법은 재 전송해야 하기 때문에 시간적으로 비효율 적이다. 또한, 상기 시간 영역 충돌 방지 방법은 재 전송의 과정을 처리하기 전에 상기 리더(500)의 인식 영역을 통과 한다면 오히려 데이터 손실을 유발할수 있다. 따라서 다수의 트랜스폰더가 상기 리더(500)의 인식 영역으로 진입했을 경우 도플러 효과에 의해 명령 코드가 트랜스폰더로 도착하는 시간의 차이가 발생하게 하고, 상기 리더(500)의 영역에 다수의 트랜스폰더가 존재 하더라도 명령 코드를 모두 받은 트랜스폰더만 응답하도록하면 상기 데이터 충돌은 미연에 방지될 수 있다.
상기 리더(500)의 인식 영역에 n개의 트랜스폰더(525,535,545…555)가 진입 했을 때 각각 상기 리더로부터 트랜스폰더가 수신하는 상기 명령 코드를 모두 수신하는데는 각각의 트랜스폰더 마다 시간적 차이가 발생할 것이다. 상기 T1(525)과 T2(535) 사이에 송신한 데이터 비트 모두가 도착하는 시간의 차이는만큼 발생한다. 상기 T1(525)과 T2(535) 사이의 데이터 도착 시간 차이를라고 하면 상기 T1(525)과 T2(535) 사이에는 트랜스폰더로 모든 명령 코드가 도착하는데 걸리는 시간가 발생하게 된다. 상기 T1(525)과 T2(535) 사이의 도착 시간이 틀리면, 상기 리더(500)의 명령코드 전체를 상기 T1(525)이 받았을 때 상기 T2(535)가 전부 받지 못 할 경우가 발생할 수 있다. 어떤 트랜스폰더라도 상기 리더의 명령코드를 100% 받지 못한다면, 상기 리더(500)가 보내는 데이터의 형식을 갖출 수 없기 때문에 상기 트랜스폰더는 오류 데이터로 인식하여 재 전송을 기다리게 된다. 결국 상기 트랜스폰더는 명령 코드를 오류로 인식하여 자신의 데이터를 송신을 하지 않게 된다. 따라서 상기 T1(525)과 T2(535) 사이에 1비트의 데이터라도 차이가 있다면 둘 중 먼저 데이터를 받은 트랜스폰더에서 자신의 데이터를 송신하게 되고 T2(535)는 대기 상태로 기다리게 된다. 상기 방법은 반 이중방식의 데이터 전송 특성상 트랜스폰더에서 상기 리더(500)로 데이터를 송신할 때 상기 리더(500)는 어떠한 데이터도 송신하지 않기 때문에 상기 T1의 데이터는 성공적으로 전송될 수 있다. 이때 상기 T1(525)과 T2(535) 사이에 데이터 도달 시간인(530)는 최소한이상 이어야 한다. 왜냐하면 1비트의 데이터 전송속도가이기 때문에 시간 내에 상기 리더(500)의 상기 명령 코드를 수신 받지 않는다면, 트랜스폰더 간에 데이터 충돌은 방지될 수 있다. 또한, 상기 T2(535)는 현재 자신의 상황에서 에너지만 충전할 뿐 아무런 작용도 하지 않게 된다. 여기서 데이터 충돌을 방지하기 위해서 [1비트 데이터 전송 시간] 이라는 조건은 만족되어야 한다. t는 트랜스폰더의 모든 데이터의 송신 시간이며, n은 접근하는 트랜스폰더의 순번이라고 할 때 상기 리더(500)로 데이터를 송신하고 있는 트랜스폰더으로부터 가장 근접한 트랜스폰더의 시간 차이가 적어도이상이 되어야 데이터 충돌을 방지 할 수 있다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 명령 코드 충족 알고리즘의 순서도이다.
도6을 참조하면, 리더에서 트랜스폰더로 데이터를 송신할 때 시스템은 초기화(S600)된 후 반 이중 방식에 의해 에너지 신호를 전송하게 된다(S605). 상기 데이터의 내용은 상기 트랜스폰더 자신의 데이터를 상기 리더로 모두 전송하고 난 후 100ms동안 송신되지 않는다. 또한, 상기 데이터의 내용은 데이터 재 전송을 요구할때만 데이터를 전송하라는 내용을 함께 전송된다. 또한, 다른 요구사항이 없다면 상기 트랜스폰더는 인식 영역을 빠져 나가게 된다.
상기 리더는 명령 코드를 전송(S610)한 후 계속해서 리더의 인식 영역에 트랜스폰더의 존재 여부를 판단(S615)하여, 트랜스폰더가 없다면 계속해서 검색(S620)하게 된다. 그러나 상기 트랜스폰더가 존재 한다면 상기 리더는 데이터를 송신 하게 된다. 그리고 상기 리더는 송신된 데이터가 정확한 데이터 인지 아닌지를 확인(S625)한다. 만약, 정확하지 않은 데이터라면 다시 한번 데이터 전송을 요구하게 된다. 상기 요구의 횟수는 2회로 제한(S630)한다. 상기 요구 횟수를 2회로 제한 하는 이유는 이동체의 이동 속도가 다를 경우에 리더의 데이터를 송신 못하면 최소 2.8ms 후에 데이터를 재 수신하여 상기 리더로 재송신 할 수도 있기 때문이다. 만약 2회 이상 상기 리더에서 명령 신호를 전송했음에도 불구하고 계속적인 에러가 발생할 경우, 종래의 이동 통신에서 사용하고 있는 시분할 다중 접근 방식(TDMA)과 유사하게 상기 트랜스폰더에게 지연 시간을 요구(S635)할 수 있게 설계되었다. 최소한 1비트 이상의 시간 차이가 발생 되어야 하기 때문에, 지연 시간은이상의 지연시간이 요구된다. 따라서 지연시간에 의해 데이터 충돌은 방지될 수 있다.
상기 트랜스폰더의 ID가 유효한가를 확인(S625)한 후 상기 리더는 데이터 수신을 여부를 확인(S640)한다. 상기 데이터 수신(S650)이 확인되면, 상기 리더는 상기 데이터를 상기 트랜스폰더에 기록 여부를 판단(S655)하고, 상기 데이터를 전송(S660)한다. 상기 데이터를 전부 수신(S645)하면, 상기 리더는 미리 설정한 절차를 실행(S665)한다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터의 도착 시간의 차이를 분석한 도면이다.
도7을 참조하면, 리더는 시간 t(700) 내에 또 다른 데이터를 수신하기 때문에 거리와 시간을 계산하여 트랜스폰더 1(T1)의 데이터만 수신할 수 있다. 여기서, t`_{ r } (705, 715)은 t(700) 에서 t`_{ d } (710, 720) 를 차감한 값이다. 상기 t`_{ r } (705, 715)은 상기 트랜스폰더 1(T1)과 트랜스폰더 2(T2)의 신호를 신호 검출기에서 수신하여 무시되는 신호 부분을 나타낸다. 이후에 리더는 데이터 충돌로 인한 오류가 발생하지 않았다면 재 전송을 요구한다. 이유는 상기 리더의 인식 영역에서 트랜스폰더가 존재하는지 또는의 시간 차이를 극복했는지를 판단하기 위함이다.
상기 조건을 만족하되, 트랜스폰더가 이동하는 가변속도, 상기 리더의 인식영역으로 통과하는데 소요되는 시간을 고려하여 상기 인식 영역을 통과하는 시간 500ms 동안 충돌이 발생하지 않을 상기 트랜스폰더의 수량은 수학식3, 4 및 5와 같다.
상기 수학식3에서 M은 인식 영역을 통과하는 시간 이고, a는 이동 속도이며 b는 인식 수량이다. 상기 수학식4에서 k는의 시간 차이를 가지고 인식 영역을 통과하는 시간에 트랜스폰더를 읽을 수 있는 수량이다. 상기 수학식5에서 b`_{ stable } 은 주어진 시간 내에 트랜스폰더 간에 충돌 없이 데이터를 송수신 할 수 있는 트랜스폰더의 수량을 나타낸다.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스폰더의 딜레이를 보여주는 도면이다.
도8을 참조하면, 트랜스폰더 1(T1)과 트랜스폰더 2(T2)가 리더의 동일한 인식 영역으로 진입하더라도 수신된 응답 데이터 간에는 스큐(skew) 즉, 딜레이(800)가 발생한다. 따라서 복수의 응답 데이터 수신시 가장 먼저 도착한 트랜스폰더에만 수신이 될 정도의 출력으로 재차 명령 코드를 전송한다. 상기 일정 크기의 출력으로 재차 명령 코드를 전송하면, 상기 트랜스폰더 1(T1)과 트랜스폰더 2(T2) 간의충돌은 방지될 수 있다.
도9는 본 발명의 실시예에 따른 딜레이 발생시 명령 코드 충족 알고리즘을 보여주는 도면이다.
도9를 참조하면, 수신된 트랜스폰더 ID 간에 상기 딜레이가 존재하는가를 확인하는 단계(S930)는 상기 딜레이의 존재 여부에 따라서 명령 코드 송출 전력을 조절함으로써 특징을 가진다. 상기 수신된 트랜스폰더 ID 간에 상기 딜레이가 존재할 경우 도6의 명령 코드 충족 알고리즘의 S630 및 S635 단계는 S930, S935, S940 및 S945 단계로 대체되었다. 나머지 단계는 도6의 명령 코드 알고리즘과 동일하다.
추가된 단계를 상세히 설명하면, 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하고(S905), 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단한다(S910, S915). 판단 결과 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하고, 상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단한다(S920, S925). 판단 결과 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터간 딜레이가 존재하는지 여부를 판단한다(S930).
여기서 상기 딜레이가 존재하면, 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더간의 거리를 산출한다(S935). 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하고, 상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하여, 상기 산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구한다(S940, S945).
도10은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스폰더의 전력 차이를 보여주는 도면이다.
도10을 참조하면, 트랜스폰더 1(T1)과 트랜스폰더 2(T2)가 리더의 동일한 인식 영역으로 진입하더라도 수신된 응답 데이터 간에는 전력 차이가 발생한다. 따라서 복수의 응답 데이터 수신시 가장 전력이 큰 트랜스폰더에만 수신이 될 정도의 출력으로 재차 명령 코드를 전송한다. 상기 일정 크기의 출력으로 재차 명령 코드를 전송하면, 상기 트랜스폰더 1(T1)과 트랜스폰더 2(T2) 간의 충돌은 방지될 수 있다.
도11은 본 발명의 실시예에 따른 송출 신호 간에 전력 차이 발생시 명령 코드 충족 알고리즘을 보여주는 도면이다.
도11을 참조하면, 송출 신호 간에 상기 전력 차이가 존재하는가를 확인하는단계(S930)는 상기 전력 차이의 존재 여부에 따라서 명령 코드 송출 전력을 조절함으로써 특징을 가진다. 상기 송출 신호 간에 상기 전력 차이가 존재할 경우 도6의 명령 코드 충족 알고리즘의 S630 및 S635 단계는 S1130, S1135, S1140 및 S1145 단계로 대체되었다. 나머지 단계는 도6의 명령 코드 알고리즘과 동일하다.
추가된 단계를 상세히 설명하면, 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하고(S1105), 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단한다(S1110, S1115). 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하고, 상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단한다(S1120, S1125). 판단 결과 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터 간에 전력 차이가 존재하는지 여부를 판단한다(S1125).
여기서, 상기 판단 결과 전력 차이가 존재하면, 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더 간의 거리를 산출한다(S1135). 상기 트랜스폰더 충돌 방지 시스템은 상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하고, 상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하여, 상기산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구한다(S1140, S1145).
도12는 본 발명의 실시예에 따른 리더의 추가 구성 요소를 보여주는 블록도이다.
도12를 참조하면, 수신된 응답 데이터 간에 발생하는 딜레이나 전력 차이를 측정하여 조절할 수 있는 상기 리더는 종래의 리더 구성요소(1200)에 거리 산출부(1205), 딜레이 검출부(1210), 전력차 검출부(1215), 수신부(1220), 송출 전력 제어부(1225), 송신부(1230) 및 안테나(1235)를 더 포함한다.
여기서, 상기 안테나(1235)를 통하여 상기 수신부(1220)로 수신된 딜레이나 거리 차이에 관한 신호는 상기 딜레이 검출부(1219) 또는 상기 전력차 검출부(1215)로 보내진다. 상기 거리 산출부(1205)는 상기 딜레이 검출부(1210) 또는 상기 전력차 검출부(1215)에서 측정된 신호를 이용하여 트랜스포더의 거리를 산출한다. 또한, 상기 송출 전력 제어부(1225)는 상기 거리 산출부(1205)에서 산출한 트랜스폰더의 거리 값을 이용하여 송출 전력을 조절한다. 상기 조절된 송출 전력은 상기 송신부(1230) 및 상기 안테나(1235)를 경유하여 전송된다.
도13은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스폰더의 이동 속도와 인식 영역을 통과하는 시간에 대한 트랜스폰더의 수량을 보여주는 도면이다.
도13을 참조하면, 일정 시간에 상기 트랜스폰더를 안전하게 읽을 수 있는 수량은 개수 ∝ 1/속도, 개수 ∝ 인식 시간의 관계로써 상기 트랜스폰더의 이동속도에 반비례하고, 인식 영역을 통과하는 인식 시간에 대해서 비례하는 관계이다.
도14는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스폰더 3개의 충돌 방지 파형을 보여주는 도면이다.
도14를 참조하면, 무선 인식 시스템에서 리더와 트랜스폰더 간에 데이터 통신은 데이터 충돌 방지를 위하여 상기 리더의 명령 코드를 전부 수신하는 시간을 고려하여 데이터 충돌을 방지 하였다. 상기 충돌 방지는시간 차이가 있을 경우에 가능하다. 상기의 시간은 1비트의 데이터 전송 시간이기 때문에 상기 트랜스폰더에서 수신한 데이터가 1비트라도 수신하지 못하면 데이터 형식을 갖추지 못하므로 상기 트랜스폰더는 명령을 수행 하지 못한다. 따라서 인식 영역에 트랜스폰더가 존재하더라도 동시에 데이터를 수신하는 형태가 아니므로 데이터 충돌 방지가 가능한 명령 코드 충족 알고리즘은 상기의 문제를 해결 할 수 있다.
상기 명령 코드 충족 알고리즘을 증명하기 위하여 실험용 무선 인식 시스템의 사양은 ISO 14443 규정에 의해 제작된 무선인식 시스템의 사양을 표1에 나타내었다.
상기 실험용 무선 인식 시스템은 메인 컴퓨터와 시리얼통신을 할 수 있으며, 13.56MHz대역에서 직경이 28cm인 루프안테나를 제작하여 수직으로 최대100mm 까지 인식 할 수 있다. 상기 실험용 무선 인식 시스템에 상기 명령 코드 충족 알고리즘을 적용한 결과를 도 8에 나타내었다. 도14는 최소만큼 차이를 가진 3개의 트랜스폰더가 리더의 인식 영역을 통과할 때 파형을 오실로스코프로 측정한 결과를 보여준다. 3개의 트랜스폰더를 거의 동시에 리더의 인식 영역으로 여러 차례 접근 했을 때, 첫번째 트랜스폰더와 두번째 트랜스폰더는 시간차이가 많이 발생한다. 그러나 두 번째 트랜스폰더와 세 번째 트랜스폰더의 경우 2.8ms 간격으로 데이터를 수신하는 것을 알 수 있다. 상기 트랜스폰더가 데이터를 전송하는 시간은 2.2ms 라는 것을 실험을 통하여 산출할 수 있다.
항 목 내 용 비 고
주파수 대역 13.56MHz +/- 7kHz
변조방식 진폭변조방식 -
인식거리 100mm -
송수신방식 반이중방식 -
리더 안테나 루프안테나 -
트랜스폰더 안테나 루프안테나 -
송신출력 18mw -
통신방식 RS-232C 확장가능
무조건 충돌을 발생 시키는 기존의 방법이 사용되면 검색할 수 있는 트랜스폰더의 최대 개수의 수량은 현저히 줄어든다. 예를 들어 10km/h의 속도를 가진 이동체가 인식 영역을 통과하는 시간이 약 100.8ms가 소요되므로 인식영역에서 안전하게 인식할 수 있는 트랜스폰더의 수량은 16개이다. 결국 28cm의 인식 영역을 가진 트랜스폰더의 이동 속도가 10km/h 일 경우 상기 [충돌 방지가 가능한 경우]에 입각하여 16개의 트랜스폰더 만이 통과 할 수 있게 기준 값을 정의 한 후, 상기실험용 무선 인식 시스템을 동작한다면 데이터 충돌은 발생하지 않는다.
트랜스폰더가 동시에 데이터를 전송하게 된다면, 2회의 요청신호와 지연시간을 고려해야한다. 따라서 2회의 요청시간 2.8ms 에 2회에 지연시간을 정의해야 한다. 그러나 상기 실험용 무선 인식 시스템에서 수행된 결과에 따르면, 접근하는 상기 트랜스폰더가이상의 시간을 정확히 확보할 수 있는 상황은 재현 되지 않았다.
따라서 이론적으로는 충돌이 발생하지 않을 조건에 입각하여 인식할 수 있는 트랜스폰더의 수량을 2회로 재 할당하고, 지연시간은 8회에 한해서를 손실시간으로 계산한다면 상기 실험용 무선 인식 시스템은 약 7개의 트랜스폰더를 안전하게 읽을 수 있다. 표 2는 기존의 데이터 충돌 방지 방법과 명령 코드 충족 알고리즘을 적용한 방법을 비교하였다.
구 분 주파수영역방법 공간영역방법 시간영역방법 명령코드충족 알고리즘
주파수대역 13.56MHz이상 독립적 독립적 독립적
시스템설계 복잡함 간단함 간단함 간단함
인식영역 독립적 작을수록 유리 의존적 의존적
채널 다채널 특정 ID만 검색 단일 채널 단일 채널
인식수량 다량(주파수영역에의존적) 소량(제어기처리속도에 의존적) 소량(인식영역에의존적) 다량
충돌방지 주파수 대역 분할 기존의 ID를 저장하여 특정 ID 만 검색 인위적 충돌 발생 명령 코드 충족
표2에서 명령 코드 충족 알고리즘을 적용한 것과 시간영역에 의한 방법을 비교 한 결과, 인식 수량과 충돌 방지 방법에 있어서 명령 코드 충족 알고리즘을 채택한 방법이 향상되었음을 보여 주고 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다. 또한 본 발명의 권리범위는 아래 기재된 특허청구범위에 의해서만 해석될 수 있다.
본 발명은 무선 인식 시스템에서 리더와 트랜스폰더 간에 데이터 통신을 할 때 리더의 명령 코드를 전부 수신하는 시간을 고려하여 데이터 충돌을 방지하는 방법 및 시스템을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은 데이터 충돌 방지가 가능한 명령 코드 충족 알고리즘을 제안하여 상기 명령 코드 충족 알고리즘을 적용한 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템을 제공하는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 주파수 영역 충돌 방지 방법보다 설계가 간편하며, 시간 영역 충돌 방지 방법보다 인식 시간이 감소되면서 인식할 수 있는 트랜스폰더의 수량이 증가한 데이터 충돌 방지 방법 및 시스템을 제공하는 효과도 있다.

Claims (17)

  1. 복수의 트랜스폰더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더에서 실행되는 충돌 방지 방법에 있어서,
    상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계;
    상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제2 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 제2 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제2 응답 데이터가 비정상이면, 미리 정해진 지연 시간 후 제3 응답 데이터를 송신하도록 하는 제3 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제3 명령 코드에 의한 응답으로 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제3 응답 데이터들이 상기 미리 정해진 지연 시간 이상의 차이를 두고 수신되면, 먼저수신된 제3 응답 데이터를 전송한 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 명령 코드 및 상기 제2 명령 코드는,
    상기 트랜스폰더가 응답 데이터를 상기 리더로 전송한 후 미리 정해진 시간 동안 응답 데이터의 재전송을 금지하고,
    응답 데이터의 재전송은 상기 리더로부터 명령 코드를 수신하는 경우에만 수행하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 응답 데이터 및 상기 제2 응답 데이터는,
    상기 트랜스폰더의 ID를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 충돌 방지 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 지연 시간은 14 microsecond 이상인 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 응답 데이터가 오류인 것은 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 수신된 응답 데이터가 상호 충돌하여 발생하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리더를 초기화하는 단계를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  7. 복수의 트랜스폰더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더에서 실행되는 충돌 방지 방법에 있어서,
    상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계;
    상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터 간에 딜레이가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 딜레이가 존재하면, 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더 간의 거리를 산출하는 단계;
    상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계; 및
    상기 산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구하는 단계를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 명령 코드 및 상기 제2 명령 코드는,
    상기 트랜스폰더가 응답 데이터를 상기 리더로 전송한 후 미리 정해진 시간 동안 응답 데이터의 재전송을 금지하고,
    응답 데이터의 재전송은 상기 리더로부터 명령 코드를 수신하는 경우에만 수행하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 응답 데이터 및 상기 제2 응답 데이터는,
    상기 트랜스폰더의 ID를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 응답 데이터가 오류인 것은 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 수신된 응답 데이터가 상호 충돌하여 발생하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  11. 복수의 트랜스폰더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더에서 실행되는 충돌 방지 방법에 있어서,
    상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계;
    상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터 간의 전력 차이가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 전력 차이가 존재하면, 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더 간의 거리를 산출하는 단계;
    상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계;
    상기 산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구하는 단계를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 명령 코드 및 상기 제2 명령 코드는,
    상기 트랜스폰더가 응답 데이터를 상기 리더로 전송한 후 미리 정해진 시간 동안 응답 데이터의 재전송을 금지하고,
    응답 데이터의 재전송은 상기 리더로부터 명령 코드를 수신하는 경우에만 수행하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 응답 데이터 및 상기 제2 응답 데이터는,
    상기 트랜스폰더의 ID를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 응답 데이터가 오류인 것은 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 수신된 응답 데이터가 상호 충돌하여 발생하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 방법.
  15. 복수의 트랜스폰더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더에서 실행되는 충돌 방지 시스템에 있어서,
    프로그램이 저장되어 있는 메모리;
    상기 메모리에 결합되어 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 프로그램에 의해서,
    상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계;
    상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제2 명령 코드에 상응하여 적어도 1 이상의 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 제2 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제2 응답 데이터가 비정상이면, 미리 정해진 지연 시간 후 제3 응답 데이터를 송신하도록 하는 제3 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제3 명령 코드에 의한 응답으로 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제3 응답 데이터들이 상기 미리 정해진 지연 시간 이상의 차이를 두고 수신되면, 먼저 수신된 제3 응답 데이터를 전송한 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계를 실행하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 시스템.
  16. 복수의 트랜스폰더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더에서 실행되는 충돌 방지 시스템에 있어서,
    프로그램이 저장되어 있는 메모리;
    상기 메모리에 결합되어 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 프로그램에 의해서,
    상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계;
    상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터 간의 딜레이가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 딜레이가 존재하면, 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더 간의 거리를 산출하는 단계;
    상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계; 및
    상기 산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구하는 단계를 실행하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 시스템.
  17. 복수의 트랜스폰더 간의 충돌을 방지하기 위하여 리더에서 실행되는 충돌 방지 시스템에 있어서,
    프로그램이 저장되어 있는 메모리;
    상기 메모리에 결합되어 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 프로그램에 의해서,
    상기 리더의 인식 영역으로 에너지 신호를 전송하는 단계;
    상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 인식 영역 내에 진입한 트랜스폰더가 존재하면, 제1 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제1 명령 코드에 상응하여 적어도 2 이상의 트랜스폰더로부터 제1 응답 데이터를 수신하면, 상기 제1 응답 데이터가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 제1 응답 데이터가 비정상이면, 상기 복수의 응답 데이터 간의 전력 차이가 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 전력 차이가 존재하면, 상기 제1 명령 코드 전송 시간 및 최초로 수신된 제1 응답 데이터의 수신 시간을 이용하여 상기 리더와 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더 간의 거리를 산출하는 단계;
    상기 산출된 거리에 상응하여 상기 리더의 송출 전력을 조절한 후, 제2 명령 코드를 상기 인식 영역으로 전송하는 단계;
    상기 제2 명령 코드에 의한 응답으로 가장 근거리에 위치한 트랜스폰더로부터 제2 응답 데이터를 수신하면, 상기 트랜스폰더에 대한 인식 작업을 수행하는 단계;
    상기 산출된 거리에 상응하여 조절된 상기 리더의 송출 전력을 정상적인 송출 전력으로 복구하는 단계를 실행하는 것
    을 특징으로 하는 트랜스폰더 간의 데이터 충돌 방지 시스템.
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