KR20050064579A - 무선 주파수 식별 코드의 구조, 이를 이용한 텔레매틱스서비스 시스템 및 그 서비스 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDenfication, 이하 "RFID"라 함) 태그의 코드 구조, 이를 이용한 텔레매틱스 서비스 시스템 및 그 서비스 방법에 관한 것이다. 도로면 또는 교통신호기와 같은 도로 시설물에는 RFID 태그가 부착되어 위치 및 도로 관련 정보를 제공한다. 또한, 차량 내에 탑재되는 본 발명의 텔레매틱스 서비스 시스템은 주행 또는 정지 중에 도로 시설물에 설치된 RFID 태그로부터 위치 및 도로 관련 정보를 획득하여 사용자에게 텔레매틱스 서비스를 제공함으로써, 기존의 GPS 및 무선 네트워크를 사용할 때 발생할 수 있는 위치정보 및 도로정보의 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 실시간으로 제공되는 위치 및 도로 관련 정보를 이용한 텔레매틱스 서비스를 창출할 수 있는 장점이 있다.

Description

무선 주파수 식별 코드의 구조, 이를 이용한 텔레매틱스 서비스 시스템 및 그 서비스 방법{RFID CODE STRUCTURE, TELEMATICS SERVICE SYSTEM AND METHOD USING THE CODE STRUCTURE}

본 발명은 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDenfication, 이하 "RFID"라 함) 태그의 코드 구조, 이를 이용한 텔레매틱스 서비스 시스템 및 그 서비스 방법에 관한 것이다.

위치 정보란 지구 표면 상의 실제 위치에 관한 내용으로서, 위성 측위 시스템(GPS: Global Positioning System, 이하 "GPS"라 함)과 같은 일련의 방법을 이용함으로써 표시될 수 있다. 상기 GPS는 인공위성을 이용해 지표면 상의 정확한 3차원 위치, 속도, 시각을 측정하는 전파 항법 시스템으로서, 기하학적 삼각법에 의해 위치를 정확히 알고 있는 위성에서 발사된 신호가 목적지에 도달한 후 위성에 다시 도달하는데 걸린 시간을 측정함으로써 목적지의 위치를 계산하는 원리를 이용한다. 최근, CDMA나 GSM과 같은 통신 방식에서는 무선 중계기의 정확한 위치를 이용하여 위치 정보를 제공하는 네트워크 방식을 사용한다. 이것은 건물 내부의 사용자에게 위치 정보를 전달할 수 있는 이점을 제공한다.

도로 정보는 차량이 통행하는 도로와 관련된 모든 내용을 포함한다. 이는 도로의 이름 및 지반정보와 같이 도로 자체에 대한 정보뿐만 아니라 도로의 제한 속도, 도로시설물의 기능 정보, 차량의 이동에 따른 동적인 정보 등을 포함하며, 도로 정보를 이용하여 출발지로부터 목적지까지의 경로 정보 검색 및 차량 정체와 같은 도로 상황 정보 등과 같은 서비스를 제공할 수 있도록 한다. 이러한 서비스는 사용자로 하여금 도로 관련 정보를 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 이점을 제공한다.

텔레매틱스 서비스(telematics service)는 차량, 항공, 선박 등 운송장비에 내장된 컴퓨터와 무선통신기술, 위성항법장치, 인터넷에서 문자신호와 음성신호를 바꾸는 기술 등에 의해 정보를 주고 받는 데이터 서비스이며, 특히 자동차 텔레매틱스 서비스는 이동통신 기술과 위치추적 기술을 자동차에 접목하여 차량사고나 도난감지, 운전경로 안내, 교통 및 생활정보, 자동주행기능 등을 운전자에게 실시간으로 제공하거나 이와 관련된 정보를 중앙센터에서 효율적으로 관리하도록 하는 것으로, 위치 및 도로 정보의 획득방법은 텔레매틱스 서비스 기반기술의 중요 요소 중 하나를 형성한다.

그러나, GPS를 이용한 위치 정보는 보안상의 이유로 민간 사용시 고의적으로 오차가 추가되어 제공될 뿐만 아니라, 신호를 보내는 인공위성의 지리적 변화에 의하여 정확도가 떨어지거나, 건물이 밀집된 지역에서는 전파 인터페이스 문제로 인하여 잘못된 위치정보를 주는 경우도 있으며, 전파 세기의 문제로 터널과 건물 내부에서는 서비스되지 못하는 단점이 있다. 네트워크 방식으로 제공되는 위치정보의 경우, 중계기와의 시간 및 전파 신호의 차이로 인하여 정확도가 낮을 뿐만 아니라, 사용자의 위치에 따라 정확도 변화가 심하게 발생하고, 이동통신사에서 제공하고 있는 위치정보 게이트웨이 접근에 대한 비용을 지불함으로써 경제적 부담을 가중시킬 수 있다. 또한, 이러한 기술들은 휴대 단말 등의 컴퓨팅 파워가 부족하여 서버를 통해 위치 계산 등을 수행하는 위치 정보 처리를 지원할 경우 개인 위치 정보가 서버를 통해 유출될 위험성도 있다. 도로 정보의 경우, 현장에 위치하는 사람 또는 차량으로부터 불규칙적으로 정보를 제공받거나 도로의 특정한 지점에 카메라 및 센서와 같은 시설물을 설치하여 정보를 수집한다. 그러나, 서비스 제공자는 특정 지점에 국한된 정보만을 보유하기 때문에, 도로시설물 전체에 대한 정보 전달 및 관리에 어려움이 있으며, 다른 형태의 공간 정보와의 연계 작업이 원활하지 못하고 정보간의 통합을 필요로 하는 서비스를 제공할 수 없는 단점이 있다.

그러므로, 개인 정보의 유출의 위험이 없으며, 도심 및 실내에서도 정확한 위치 및 도로 정보를 추출하여 실시간 서비스를 제공할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 RFID를 사용하여 위치 정보와 도로 정보를 기반으로 하는 텔레매틱스 서비스를 제공할 수 있는 방안에 대하여 기술한다.

최근에 RFID 기술은 초소형 IC칩과 안테나로 구성되어 직접적인 접촉 없이도 상품에 대한 정보를 획득할 수 있는 무선태그의 역할을 함으로써, 접촉을 통해 정보를 획득하는 기존의 광학식 바코드를 대체하여 전자, 의류, 식품 등의 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 상기 RFID는 판독 및 해독기능을 하는 RFID 리더기(reader)와 정보를 제공하는 RFID 트랜스폰더(transponder)로 구성되는 무선통신 시스템이다. 상기 RFID 트랜스폰더는 RFID 태그(tag)라고도 불리며, 일반적으로 수동형 상호유도 방식의 RFID 태그를 사용한다. 수동 RFID 태그내의 IC칩이 동작하는데 필요한 모든 에너지는 판독기에 의해 공급되며 별도의 전원이 필요 없다. 리더기의 안테나 코일은 주변지역에 강하고 높은 주파수의 전자기장을 발생시키며, 이 방출된 자기장의 일부분이 리더기와 약간 떨어진 태그의 코일 안테나에 유도선 전압을 발생시켜 태그의 에너지로 공급된다. 수동 RFID 태그는 통상 IC와 코일안테나로 구성되며, 커패시터는 태그의 동작 주파수를 특정의 값으로 동조시키기 위해 선택적으로 사용된다. 능동 RFID 태그는 외부전원과 같은 부가적인 에너지원을 사용하므로 리더의 송신 주파수가 약한 영역에서도 강한 응답신호를 생성하고 전송시킴으로써 보다 넒은 범위에서 RFID가 감지될 수 있는 장점이 있다. 상기 IC는 태그 식별자 및 기타 유용한 정보를 영구적으로 저장하고, 리더기로부터 수신된 명령을 해독 및 처리하며, 리더기에 응답하고, 하드웨어를 보조하여 다수의 태그가 동시에 조회에 응답함으로써 발생되는 충돌해결을 위한 소프트웨어 및 회로를 포함한다. RFID 태그는 IC칩 내의 메모리에 식별자로 사용할 수 있는 정보를 포함하는데, 미국의 AutoID센터에서 위치정보를 전달하기 위해 2000년에 제안한 위치코드는 버전을 표시하기 위한 8비트의 헤더 부분과 각각 32 비트로 위도, 경도, 고도를 나타낸 바디 부분으로 구성된다. MIT는 위치코드 형태만을 제안하였으며, 이를 이용한 서비스 방법 등에 대하여서는 제시된 바가 없다.

본 발명은 상기 설명한 종래의 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 도로 시설물에 설치된 RFID 태그에서 위치 및 도로 관련 정보를 전송하기 위한 무선 주파수 식별 코드의 구조, 이러한 코드 구조를 이용한 텔레매틱스 서비스 시스템 및 그 서비스 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 주파수 식별 코드의 구조는 도로 시설물에 설치된 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDentification, 이하 "RFID"라 함) 태그의 텔레매틱스 서비스 시스템과의 신호 전송 프로토콜에 해당하는 RFID 코드의 구조에 있어서,

상기 RFID 코드는, 해당 RFID 태그의 상태를 나타내는 버전, 설치되는 장소에 대한 타입 정보를 나타내는 타입, 설치되는 장소에 대한 식별 정보를 나타내는 전역 식별자, 해당 RFID 코드의 데이터 길이 및 클래스의 종류를 나타내는 클래스 식별자에 관한 정보를 저장하고 있는 헤더와, 해당 RFID 태그의 위치 정보를 나타내는 위치 코드와, 도로와 관련된 정보를 나타내는 도로 코드와, 인접한 RFID 태그의 접속 정보를 나타내는 자동화 코드 중에서 적어도 하나 이상의 코드를 포함하는 가변 길이의 정보 코드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 텔레매틱스 서비스 시스템은 도로면, 횡단보도, 신호등, 및 도로 표지판에 고정적으로 부착된 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDentification, 이하 "RFID"라 함) 태그로부터 도로 정보, 위치 정보 및 자동화 정보를 수신하여 텔레매틱스 서비스를 제공하기 위한 시스템으로서, 상기 RFID 태그로부터 도로 RFID 코드를 획득하는 RFID 리더기; 상기 도로 RFID 코드의 헤더에 포함된 정보를 기반으로 정보 코드에 포함되어 있는 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보를 분류하는 RFID 정보분류 처리기; 상기 분류된 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보의 내용을 처리하는 정보 처리 수단; 상기 정보 처리 수단에서 처리된 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보를 이용하여 차량 내의 텔레매틱스 서비스 처리 기능을 수행하는 제어 수단; 상기 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보를 이용하여 차량 내의 소정 기능을 자동으로 제어하는 차량 제어 인터페이스; 및, 상기 자동화 정보로부터 데이터를 전달받아 인접하는 RFID 태그로 연결하기 위한 자동화 정보 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 텔레매틱스 서비스 방법은 도로면, 횡단보도, 신호등, 및 도로 표지판에 고정적으로 부착된 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDentification, 이하 "RFID"라 함) 태그로부터 도로 정보, 위치 정보 및 자동화 정보를 수신하여 텔레매틱스 서비스를 제공하기 위한 방법으로서, (a) 현재 위치에서 접근 가능한 RFID 태그로부터 위치 정보를 수신하여 차량 주행 제어와 같은 텔레매틱스 서비스를 제공하는 단계; (b) 인접한 RFID 태그로부터 도로 정보와 자동화 정보를 수신하여 텔레매틱스 서비스를 제공하는 한편, 상기 자동화 정보를 이용하여 인접 RFID 태그에 정보를 요청하는 단계; 및, (c) 상기 (b) 단계의 요청을 수신한 RFID 태그가 메시지의 유효성 검사를 수행하고 나서 요청된 정보를 전달하면, 상기 전달된 정보를 이용하여 차량 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텔레매틱스 서비스 시스템의 개략적인 원리를 설명하는 도면으로서, 차량과 결합된 RFID 리더기를 이용하여 도로면 및 신호등과 같은 도로시설물에 부착된 RFID 태그로부터 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보를 획득하여 텔레매틱스 서비스를 수행하는 예를 나타내고 있다.

도 1에서, R로 표기된 블록은 WGS84 등의 좌표 식별자 정보 등과 같은 위치코드, 도로의 제한속도 정보 등과 같은 도로 코드, 또는 주변의 다른 RFID 태그 정보 등과 같은 자동화코드를 포함하는 도로 RFID 태그이다. 도로 RFID 태그가 제공하는 위치정보, 도로정보 및 자동화정보는 각각 도로 RFID 태그가 부착된 위치의 실제 좌표정보, 도로 관련 정보, 인접한 이웃의 도로 RFID 태그정보로서 4S-VAN 등과 같은 프루브 차량을 이용하여 자동적으로 기록되거나, 측량 등에 의해 수동적으로 기록될 수 있다. 도로 RFID 태그는 도로면(101), 횡단보도(102), 신호등(103), 도로 표지판(104)과 같이 태그를 고정적으로 부착할 수 있는 모든 도로 시설물에 설치될 수 있으며, 사용자는 RFID 리더기가 결합된 차량 내의 시스템(121)을 사용하여 정보 요청 신호를 전송하고 근접지역의 도로 RFID 태그는 이에 대한 응답으로 태그내의 위치코드, 도로코드 및 자동화코드를 전송한다(111, 112).

도 2는 본 발명이 적용되는 차량 내의 개략적인 시스템 구성도이다. 대상 차량은 CPU(201), 키패드/버튼 입력장치(211), 화면출력 디스플레이(212) 및 음성정보 스피커(213), 메모리(202)와 같은 컴퓨팅 시스템이 기본적으로 갖추어야 할 기본 요소를 포함하고 있다. 그 외에, 차량 자동 제어를 위한 차량속도 컨트롤러(221), 차량방향 컨트롤러(222) 및 지능형 차량 제어 모듈(223)과 같이 상기 컴퓨팅 시스템에 연결된 차량제어 인터페이스 수단을 포함하며, 도로에 설치된 RFID 태그로부터 정보를 획득하기 위한 RFID 리더기(231), CDMA, GSM 등의 이동통신 기능을 지원하는 이동통신 모듈(232) 및, GPS와 무선랜/블루투스 등과 연동할 수 있는 외부 확장 인터페이스(233)를 포함한다. 예를 들어, PDA가 기본 시스템으로 채택되는 경우, 이동통신 모듈(232), 블루투스, 무선랜 등을 내부적으로 연결하고 RFID 리더기(231), GPS 등을 CF 및 SD IO 외부 확장 인터페이스를 통해서 확장할 수 있다. RFID가 보편화 될 경우 RFID 리더기(231)를 통합한 차량 또는 시스템도 등장할 것으로 예상되며, 현재는 외부 확장 인터페이스를 사용하여 이용이 가능하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 태그가 설치된 도로 시설물을 나타낸 도면이다.

도 3에서, R로 표기된 사각형 블록은 도로 시설물에 설치되는 RFID 태그를 표시하며, RFID 형태의 데이터 및 통신 방식을 사용하는 모든 물체를 대상으로 한다. 이러한 RFID 태그가 설치되는 목적은 차량 등에 탑재되는 텔레매틱스 서비스 시스템이 주변환경 조건에 상관없이 정확한 위치 및 도로 관련 정보를 실시간으로 획득함으로써 텔레매틱스 서비스를 제공받을 수 있도록 하기 위해서이다.

예를 들어, 도로면에 설치된 RFID 태그(301)는 도로명 또는 도로의 제한속도 정보 등을 제공하여 사용자의 주행경로 서비스를 위한 기초 정보로 활용될 수 있으며, 교통 신호기에 부착된 RFID 태그(307)는 교통신호의 변경 정보를 제공하여 차량의 자동주행을 위한 제어에 활용될 수 있다.

상기 RFID 태그의 설치 장소는 도로면이나 도로 표지판 등과 같이 태그가 고정적으로 부착될 수 있는 모든 도로 시설물을 대상으로 한다. 예를 들어, RFID 태그는 도로면(301), 횡단보도(302), 보행 신호등(303), 도로 표지판(304), 도로와 보도를 구분하는 경계블록(305) 및 교통 신호기(307) 등에 설치될 수 있다. 또한, RFID 태그는 정보 관리자에 의해서 4S-Van과 같은 차량을 이용하여 자동으로 설치하거나, 수동으로 직접 설치가 가능하다. 예를 들어, 차량을 이용하여 자동으로 설치하는 경우, 해당 차량은 RFID 태그를 물리적으로 설치할 수 있는 기기를 탑재할 뿐만 아니라 RFID 태그가 저장하는 정보를 입력하거나 수정할 수 있는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 도로시설물에 설치된 RFID 태그에서는 관리자에 의해 저장하고 있는 정보가 수정될 수 있으며, 관리자는 차량을 이용하여 자동으로 관리하거나 직접적으로 접속하여 수동적으로 관리할 수 있다.

상기 RFID는 상호 통신 접속 방식에 따라 상호유도 방식과 전자기파 방식으로 구분될 수 있으며, 상기 RFID 태그가 동작을 위해 배터리 또는 외부전원과 같은 부가적인 에너지원의 사용 여부에 따라 능동 RFID와 수동 RFID로 분류한다.

도 4A는 외부 전원 사용여부에 따른 수동 RFID 태그(401)와, 전원(403)이 연결된 능동 RFID 태그(402)를 도시하고 있다. 도로시설물에 설치되는 RFID 태그의 경우, 두 가지 타입 모두가 사용될 수 있다.

예를 들어, 도로면에 설치되는 RFID 태그의 경우, 외부전원을 사용하지 않는 수동 RFID 태그가 사용될 수 있으며, 교통 신호기에 설치되는 RFID 태그의 경우, 신호기를 외부 전원으로 사용하는 능동 RFID 태그가 사용될 수 있다. RFID 리더기와의 통신 방법에 있어서, 수동형 RFID 태그는 일반적으로 상호유도 방식을 이용하며, 도로면에 설치되어 위치정보를 제공하는 수동형 RFID 태그(401)는 RFID 리더기의 요청(411)에 따라 정보를 전달한다(412). 그러나 모든 종류의 RFID 태그를 사용자에게 무조건 노출할 필요는 없으며, 저장 정보의 성격 및 설치 위치에 따라 사용자의 요청 메시지를 필터링하여 정보를 제공할 수 있다. 이 경우, 사용자는 해당 RFID 태그의 접근 정보를 미리 알고 있으며, 접근 정보를 포함하는 정보 요청 메시지를 전송하면(413), 해당 RFID 태그는 요청 메시지의 유효성을 확인하는 필터링 과정을 수행하여(414), 사용자에게 정보를 전달할 수 있다(415).

도 4B 내지 도 4E는 무선 주파수 식별 태그의 동작 원리 및 상기 무선 주파수 식별 태그의 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.

도 4B에서, RFID 태그(421)의 정보를 포함하는 전파가 도달하는 거리(423)는 일반적으로 RFID 태그의 기계적 특성에 좌우되며 관리자의 초기 설정에 따라 변경이 가능하도록 설계되어야 한다. 예를 들어, 도로면에서 위치정보를 제공하는 RFID 태그의 전파 도달 거리는 작은 값이 되도록 할 수 있으며, 먼 거리로부터 정보를 획득하여 시스템이 반응할 수 있도록 해야 하는 교통신호를 제공하는 RFID 태그는 전파 도달 거리를 길게 설정할 수 있다.

RFID 태그의 전파 도달 거리는 RFID 리더기(422)의 안테나 특성으로부터 영향을 받는다. 일반적인 안테나와 동일하게 RFID 리더기(422)의 안테나도 지향성 방식과 무지향성 방식을 사용할 수 있으며, 이의 형태에 따라 RFID 태그의 전파 도달 거리를 설계해야 한다. 각 RFID 태그는 전파 도달 거리에 따라 인접하는 RFID 태그로부터 설치 거리를 고려해야 한다. 즉, 하나의 RFID 태그의 전파 도달 거리 내에 인접하는 RFID가 존재하지 않을 수도 있으며, 반대로 다수의 RFID 태그가 존재할 수 있다.

예를 들어, 도 4C에서 도로면에 일정한 간격으로 설치된 RFID 태그(431, 432)는 전파 도달 거리를 조정함에 따라서 전파 범위가 서로 별개인 경우(441), 전파 범위가 중첩되나 상호간의 직접 통신은 불가능한 경우(442), 상호간의 직접 통신이 가능한 경우(443) 및 인접하는 다수의 RFID 태그들간에 직접적으로 통신이 가능한 경우(444)가 발생될 수 있다. 이러한 전파 도달 거리에 따른 RFID의 설치 문제는 RFID 태그가 갖는 정보의 형태나 설치 위치에 따라 분류될 수 있다.

예를 들어, 도로면에 설치되어 위치정보를 전달하는 RFID 태그의 경우, 전파 범위만을 중첩시켜 사용자에게 연속적인 위치정보를 제공할 수도 있으며, 상호 통신을 가능하도록 설치하여 상호간에 RFID 태그 정보를 교환할 수 있다. 전파 범위가 중첩되는 경우, RFID 리더기가 중첩 범위 내부에 있는 경우, 하나의 RFID 태그를 선택적으로 획득할 수 있는 알고리즘 또는 다수의 RFID 태그로부터 동시에 정보를 획득하기 위한 알고리즘의 설계가 필요하다. 하나의 RFID 태그가 인접하는 RFID 태그와의 직접 통신이 가능한 경우, 직접 통신을 통해서 정보의 공유가 가능하다. 예를 들어, 도 4D에서 RFID 태그 정보를 입력 또는 수정하는 작업을 필요로 하는 관리자(451)의 경우, 모든 RFID 태그에 접속하여 각 RFID 태그 정보를 관리할 수도 있으며(453), 대표 RFID 태그(454)를 통하여 다른 RFID 태그(455)의 정보를 관리할 수도 있다(452). 이 경우, 도 4E에서 도시된 바와 같이, RFID 태그 간의 통신을 위한 프로토콜 설계가 필요하다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 태그 내의 위치 및 도로 관련 데이터 형태와 이를 이용하는 텔레매틱스 서비스를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5A 내지 도 5H는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 코드 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5A는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 코드의 구성예로서, 도로 RFID 태그가 위치 코드, 도로 코드 및 자동화코드를 포함하는 예를 나타내고 있다. 도로 RFID 코드는 다양한 타입의 클래스(class) 형태를 포함하고 있는 식별 코드 구조의 모음으로서, 각 클래스는 최좌측 56bit의 헤더(Header)를 공통부분으로 포함하며, 지원되는 데이터 코드의 종류에 따라 길이가 가변 가능한 정보코드(Information Code)에 의해 구분된다.

도 5B는 각 클래스의 구조와 이를 통해 제공되는 서비스 형태를 설명하는 도면이다. 본 발명에서 도로 RFID 코드는 다양한 텔레매틱스 서비스 제공을 위하여 세가지 타입의 서로 다른 정보코드 즉, 위치 코드(location code), 도로 코드(road code) 및 자동화 코드(automation code)를 포함할 수 있다. 관리자의 설정에 따라서 한 종류의 정보 코드만을 포함할 수도 있으며(501), 두 종류의 정보 코드를 포함하거나(502), 세 종류 모두의 정보 코드를 포함할 수도 있다(503). 하나의 정보 코드만을 포함하는 경우(501), 헤더에 세 종류의 정보 코드가 각각 연결되어 클래스 1~3으로 정의된다. 위와 같은 방법은 두 종류의 정보 코드를 포함하는 것을 각각 클래스 4~6으로 정의하며, 헤더에 세 종류의 정보코드가 연결되는 경우를 클래스 7로 정의한다. 헤더에 두 개 이상의 정보 코드가 연결될 때, 각 정보 코드가 연결되는 순서는 관리자의 초기 설정 과정에서 결정되며, 서비스 중간에 변경될 수 없다. 도로 RFID 코드는 상기 클래스 종류에 따라서 다양한 타입으로 생성될 수 있으며 제공되는 텔레매틱스 서비스의 형태가 결정된다. 예를 들어, 도로면에 설치되어 도로 정보만을 제공하는 RFID 태그는 클래스 2의 형태를 갖는 도로 RFID 코드를 사용하여 데이터를 전송하게 된다.

도 5C는 도로 RFID 코드를 시작하는 고정 길이의 헤더에 관한 실시예를 나타내고 있다. 헤더(Header)는 해당 도로 RFID 태그 및 도로 RFID 코드에 관한 정보를 포함한다. 헤더에 포함되는 버전(Version), 타입(Type) 및 전역 식별자(Universal ID)는 각각 해당 도로 RFID 태그의 상태, 설치되는 장소에 따른 타입 정보 및 식별정보를 나타내며, 길이(Length) 및 클래스 식별자(Class ID)는 해당 도로 RFID 코드의 데이터 크기 및 클래스 종류를 나타낸다. 도 5C의 헤더 아래의 표는 상기 도 5B에서 제안된 각 클래스를 상기 도 5C의 헤더 내에 4bits의 이진 코드로 적용한 예를 나타내고 있다. 예를 들어, 도로면에 설치되어 한 종류의 위치정보만을 제공하는 경우, 도로 RFID 코드에 관한 내용은 길이가 140bits(10001100, 8D)이며 클래스 식별자는 1로 설정되고, 도로 RFID 태그의 버전을 B로, 도로면 타입을 1A로, 전역 식별자는 3FFFFFFD로 할당한다면, 전체적인 도로 RFID 코드의 헤더는 다음과 같이 표현된다.

도 5D는 본 발명에서 제안하는 정보 코드 중에서 위치 코드(Location Code: LC)의 예를 나타내고 있다. 위치 코드는 위치 코드 자체에 대한 부분과 좌표 정보를 표시하는 부분으로 나뉘어진다. 위치 코드 버전(LC 버전)은 해당 위치 코드의 생성시간 정보를 표시하며, 위치 코드 길이(LC Length)는 위치 코드 전체의 길이정보를 표시한다. 지도 상의 한 지점은 다양한 형태의 좌표계로 표시될 수 있는데, 위치 코드는 여러 형태의 좌표정보를 동시에 표시할 수 있으며, 각 좌표계에 따라 서로 다른 위치 관리자(Location Manager: LM)(LM1, LM2, ...)로 표현된다. 각 위치 관리자는 좌표계의 타입을 표시하는 위치 관리자 타입(LM Type)과 좌표값을 표시할 수 있는 위도(Latitude), 경도(Longitude), 고도(Altitude) 및 오프셋(Offset)으로 구성된다. 예를 들어, 특정한 좌표에 대해 경위도 좌표계와 TM(Transverse Mercator) 좌표계를 표시하는 경우, 위치 관리자 수(LM Count)는 2로 표시되며, 위치 관리자1(LM1)내의 위치 관리자 타입은 경위도 좌표계를 식별하는 값(01)이 표시되고, 위도, 경도, 고도는 해당 좌표값을 표시하게 된다. 오프셋은 보정된 좌표값에 대한 보정범위를 표시하게 된다. 위치 관리자2(LM2)의 경우, TM 좌표계(FE)에 대해서 위와 동일한 방법으로 구성되어 해당 좌표정보를 표시하게 된다.

도 5E는 본 발명에서 제안하는 정보 코드 중에서 도로 코드(Road Code: RC)의 예를 나타내고 있다. 도로 코드는 도로와 관련된 모든 정보를 제공하며, 상기 위치 코드와 유사하게 도로 코드 자체에 대한 부분과 도로 정보를 표시하는 부분으로 나뉘어진다. 도로 코드 버전(RC Version)은 해당 도로 코드의 생성시간 및 최종 수정 시간 등을 표시하며, 도로 코드 길이(RC Length)는 도로 코드 전체의 길이정보를 표시한다. 도로 코드 또한 다양한 종류의 도로 정보를 동시에 저장할 수 있으며, 각각의 도로 정보는 도로관리자(Road Manager: RM)(RM1, RM2, ...)에 할당된다. 각 도로 관리자는 도로 관리자 타입(RM Type)과 도로 관리자 정보값(RM Value)으로 구성된다. 도로 관리자는 가변길이를 가지며, 이것은 도로 관리자 타입을 설정할 때, 각 타입에 대한 데이터 형태와 단위가 결정되기 때문이다. 예를 들어, 도로의 제한속도를 도로 관리자 타입으로 설정하는 경우, 도로 관리자 정보값의 길이를 16bits로, 단위를 Km를 표시하는 식별자로 결정할 수 있다. 두 종류의 도로 정보를 갖는 도로 코드의 예를 들면, 도로 관리자 수(RM Count)는 2로 설정되며, 60Km를 제한속도로 하는 "한밭대교"를 도 5E 내의 표에서 설정된 도로 관리자 타입으로 하는 경우, 도로 관리자1(RM1)은 00000001과 한밭대교의 16진수로 표시되며, 도로관리자2(RM2)는 FFFFFFFE와 003D(16bits기준)로 표시된다.

도 5F는 본 발명에서 제안하는 정보 코드 중에서 자동화 코드(Automation Code: AC)의 예를 나타내고 있다. 자동화 코드는 자신과 인접하는 도로 RFID 태그의 접속 정보를 텔레매틱스 서비스 시스템에게 미리 알려줌으로써 자동화된 서비스를 가능하도록 하며, 자동화 코드 버전(AC Version), 하나 혹은 다수의 자동화 관리자(Automation Manager: AM)(AM1, AM2, ...), 그리고 자동화 관리자 수(AC Count)로 구성된다. 자동화 코드 버전은 해당 자동화 코드의 생성시간 및 최종 수정 시간 등을 표시하며, 자동화 관리자 수는 자동화 코드 내에 저장되는 자동화 관리자의 수(count)를 표시한다. 자동화 코드 또한 다수의 자동화 관리자를 포함할 수 있으며, 각 자동화 관리자는 자동화 관리자 타입(AM Type)과 자동화 관리자 식별자(AM ID)로 구성된다. 자동화 관리자 타입은 각 도로 RFID 태그의 타입정보를 표시하고, 자동화 관리자 식별자는 전역 식별자를 나타내고, 이는 해당 도로 RFID 태그 내의 코드 헤더에 표시된 8bits의 타입 정보와 32bits의 전역 식별자 정보와 동일하다. 예를 들어, 자신에 인접하여 두 개의 도로 RFID 태그가 두 개가 있고 각각이 횡단보도와 도로표지판에 설치되어 있는 경우, 버전을 01FF로, 횡단보도 타입을 84로, 도로표지판 타입을 A7로, 해당하는 도로 RFID 태그의 전역 식별자를 각각 1BBFFA9D와 C3855EA4로 설정되어 있다면, 자동화 코드의 전체는 다음과 같이 표현된다.

도 5G와 도 5H는 상기 도 5A와 도 5B의 도로 RFID 코드들을 기반으로 확장하거나 및 수정이 가능한 예를 나타내고 있다. 도 5G는 32bit의 인증 코드(Authorization Code)(511)를 부가함으로써 도로 RFID 코드의 값을 기록한 기관/사람에 대한 인증을 수행하기 위한 확장을 나타내고 있다. 공개키 기반 인증 코드를 사용함으로써 RFID 태그에 기록된 정보의 신뢰성을 확보할 수 있다. 도 5G는 도 5B의 기본 클래스에 인증 코드를 포함하는 확장된 형태를 갖는 인증 클래스를 나타내고 있다(512, 513, 514).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 텔레매틱스 서비스 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 6에 도시된 텔레매틱스 서비스 시스템은 도 5의 도로 RFID 코드를 포함하는 도로 RFID 태그(601), 도로에 설치된 도로 RFID 태그(601)로부터 도로 RFID 코드를 획득하는 RFID 리더기(611), 상기 RFID 리더기(611)로부터 전달된 도로 RFID 코드의 헤더에 포함된 정보를 기반으로 해당 RFID 태그 정보를 추출하고 그에 포함된 정보의 형태를 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보로 분류하는 RFID 정보분류 처리기(621), 상기 RFID 정보분류 처리기(621)에서 위치 정보로 분류된 정보 코드의 내용을 처리하는 위치정보 처리기(622), 상기 RFID 정보분류 처리기(621)에서 도로 정보로 분류된 정보 코드의 내용을 처리하는 도로정보 처리기(623), 상기 RFID 정보분류 처리기(621)에서 자동화 정보로 분류된 정보 코드의 내용을 처리하는 자동화정보 처리기(624), 차량 내의 텔레매틱스 서비스 처리 기능을 수행하는 CPU(632) 및 메모리(634), 사용자의 어플리케이션 인터페이스 제공을 위한 입출력 컨트롤러(631), RFID 태그 정보로부터 차량을 자동으로 제어하기 위한 차량제어 인터페이스(633) 및, RFID 태그내의 자동화 정보로부터 데이터를 전달받아 인접하는 도로 RFID 태그로 연결하기 위한 자동화정보 연결부(641)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 도 6의 텔레매틱스 서비스 시스템에서, 상기 위치 정보 처리기(622), 도로 정보 처리기(623) 및 자동화 정보 처리기(624)는 정보 처리 수단으로서 동작하며, 상기 I/O 컨트롤러(631), CPU(632) 및 메모리(634)는 제어 수단으로서 동작한다.

도 7A 및 도 7B는 본 발명의 실시예에 따른 텔레매틱스 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 예에서는 세 종류의 서로 다른 도로 RFID 태그(704~706), RFID 리더기(703), 사용자 출력 인터페이스(702) 및, 지능형 차량제어 인터페이스(701)로 구성된다. 세 종류의 도로 RFID 태그(704~706)는 각각 도 5의 위치 코드를 포함하는 클래스 1(704), 도로 코드를 포함하는 클래스 2(706), 도로 코드와 자동화 코드를 포함하는 클래스 6(705)의 형태를 갖는다.

사용자의 텔레매틱스 서비스 시스템은 현재 위치에서 접근 가능한 도로 RFID 태그(704)로부터 위치 정보를 수신하고(711), 이 정보는 텔레매틱스 시스템에서 처리되고 사용자 출력 인터페이스로 전달되어 사용자의 어플리케이션에 출력되며, 지능형 차량제어 시스템으로 전달되어 차량의 주행경로 시스템을 제어하는 등의 텔레매틱스 서비스를 제공한다(712).

예를 들어, 자동주행을 위한 텔레매틱스 서비스가 제공되는 경우, 수신된 위치정보는 좌표정보를 제공하고 지도정보와 연계하여 사용자의 PDA 화면 또는 음성으로 지리정보를 제공할 수 있으며, 자동주행을 위한 차량제어 시스템에 위치정보를 전달하여 차량의 현재 위치와 주행경로의 유효성과 방향성을 확인하고 오차가 발생하는 경우 자동적으로 검출하고 수정할 수 있도록 한다.

차량이 주행하여 다음의 도로 RFID 태그(705)로부터 도로정보와 자동화정보를 수신하고(713), 이 정보는 상기 단계(712)와 유사하게 사용자 출력 인터페이스와 지능형 차량제어 시스템으로 전달되어 텔레매틱스 서비스를 제공한다. 상기 단계(713)로부터 획득된 자동화 정보는 시스템 내부처리 과정을 거쳐 인접하는 도로 RFID 태그(706)에 대한 정보를 추출하고 해당 RFID 태그로 정보를 요청한다. 이 때, 요청 메시지는 상기 도 5F에서 보인 바와 같이 해당 RFID 태그의 타입과 전역 식별자 정보를 포함한다. 요청 메시지를 수신한 상기 도로 RFID 태그(706)은 타입 및 전역 식별자 정보 매칭 방법을 이용하여 해당 메시지의 유효성을 확인한 후(715), 자신이 저장하고 있는 도로 RFID 코드를 전달한다(716). 상기 위치정보를 제공하는 도로 RFID 태그(704)에 보인 예제를 연결하면, 사용자의 텔레매틱스 서비스 시스템은 도로 RFID 태그(705)로부터 도로의 제한속도 정보를 포함하는 도로 코드와 교통신호에 설치된 도로 RFID 태그(706)에 대한 자동화 정보를 포함하는 자동화 코드를 수신한다. 수신된 도로 코드는 사용자 출력 인터페이스로 전달되어 사용자에게 도로의 제한속도 정보를 인식시키고, 차량속도 제어 시스템으로 전달되어 차량의 속도를 조절할 수 있도록 한다(712). 수신된 자동화 코드의 경우는 텔레매틱스 서비스 시스템의 내부 처리를 거쳐 주변의 교통신호에 설치된 도로 RFID 태그(706) 의 타입과 전역 식별자 정보를 확인한 후(714), 해당 태그에 정보 요청 메시지를 전송한다. 도로 RFID 태그(706)가 사용자의 텔레매틱스 서비스 시스템으로부터 상기 정보 요청 메시지를 수신하는 경우, 메시지 내에 포함된 타입 및 전역 식별자 정보를 추출하여 자신의 해당 정보와 비교/매칭 과정을 거쳐서 메시지가 자신에게 전달된 것인지를 확인한다(715). 상기 과정 715로부터 메시지의 유효성이 확인되면, 해당 태그는 설치된 지점의 교통신호 정보를 포함한 도로 코드를 전송한다(716). 사용자의 텔레매틱스 서비스 시스템이 상기 도로 코드를 수신하는 경우, 이를 사용자 출력 인터페이스로 전달하여 현재의 교통신호 상황을 사용자에게 알려주고, 자동주행 시스템으로 전달하여 교통신호에 적합한 제어를 하도록 한다. 예를 들어, 주행중인 차량이 현재의 교통신호가 정지임을 표시하는 도로 코드를 수신하는 경우, 차량의 속도를 제어하여 차량을 정지시키며, 반대로 정지된 차량이 현재의 교통신호가 운행중임을 표시하는 도로 코드를 수신하는 경우, 차량의 속도를 증가시켜 차량이 주행할 수 있도록 한다.

상기 본 발명의 실시예에 따른 텔레매틱스 서비스 방법은 컴퓨터 프로그램으로 제작되어서 하드디스크, 플로피 디스크, 광자기 디스크, 씨디 롬, 롬, 램 등의 기록매체에 저장될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 RFID 태그로부터 제공되는 위치 및 도로 관련 정보를 획득하고, 이를 이용하여 텔레매틱스 서비스 및 방법을 제공하는데 목적을 두고 있으며, RFID 태그를 도로시설물에 설치하기 위한 방법적 모델을 설계하고, 사용자가 도로시설물에 설치된 RFID 태그로부터 획득하는 위치 및 도로 관련 정보 대한 데이터 및 전송 타입을 설계하고, 해당 정보를 이용하여 제공되는 텔레매틱스 서비스 및 방법의 실시 예를 설계하는 내용을 기술하고 있다.

이에 따라, 본 발명은 도로시설물에 RFID를 설치하고 이를 이용함으로써 기존의 GPS 및 무선 네트워크를 사용할 때 발생할 수 있는 위치정보 및 도로정보의 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 실시간으로 제공되는 위치정보 및 도로정보를 이용한 텔레매틱스 서비스를 창출할 수 있는 장점이 있다.

이상으로 설명한 것은 본 발명에 따른 무선 주파수 식별 코드 구조, 이를 이용한 텔레매틱스 서비스 시스템 및 그 서비스 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 미친다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텔레매틱스 서비스 시스템의 개략적인 원리를 설명하는 도면.

도 2는 본 발명이 적용되는 차량 내의 개략적인 시스템 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 태그가 설치된 도로 시설물을 나타낸 도면.

도 4A는 수동 무선 주파수 식별 태그와 능동 무선 주파수 식별 태그를 나타낸 도면.

도 4B 내지 도 4E는 무선 주파수 식별 태그의 동작 원리 및 상기 무선 주파수 식별 태그의 프로토콜을 설명하기 위한 도면.

도 5A 내지 도 5H는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 코드의 구조를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 텔레매틱스 서비스 시스템을 설명하기 위한 도면.

도 7A 및 도 7B는 본 발명의 실시예에 따른 텔레매틱스 서비스 방법을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

601 : RFID 태그 611 : RFID 리더기

621 : RFID 정보분류 처리기 622 : 위치 정보 처리기

623 : 도로 정보 처리기 624 : 자동화 정보 처리기

631 : I/O 컨트롤러 632 : CPU

633 : 차량제어 인터페이스 634 : 메모리

641 : 자동화 정보 연결부

Claims (8)

1. 도로 시설물에 설치된 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDentification, 이하 "RFID"라 함) 태그의 텔레매틱스 서비스 시스템과의 신호 전송 프로토콜에 해당하는 RFID 코드의 구조에 있어서,

   상기 RFID 코드는,

   해당 RFID 태그의 상태를 나타내는 버전, 설치되는 장소에 대한 타입 정보를 나타내는 타입, 설치되는 장소에 대한 식별 정보를 나타내는 전역 식별자, 해당 RFID 코드의 데이터 길이 및 클래스의 종류를 나타내는 클래스 식별자에 관한 정보를 저장하고 있는 헤더와,

   해당 RFID 태그의 위치 정보를 나타내는 위치 코드와, 도로와 관련된 정보를 나타내는 도로 코드와, 인접한 RFID 태그의 접속 정보를 나타내는 자동화 코드 중에서 적어도 하나 이상의 코드를 포함하는 가변 길이의 정보 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는

   무선 주파수 식별 코드의 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 RFID 태그는 도로면, 횡단보도, 신호등, 및 도로 표지판에 고정적으로 부착되는 것을 특징으로 하는

   무선 주파수 식별 코드의 구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 정보 코드가 상기 위치 코드와, 도로 코드와, 자동화 코드 중에서 몇 개의 코드를 포함하느냐에 따라 상기 클래스 종류가 결정되는 것을 특징으로 하는

   무선 주파수 식별 코드의 구조.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 위치 코드는

   해당 위치 코드의 생성시간 정보를 나타내는 위치 코드 버전과,

   위치 코드 전체의 길이 정보를 나타내는 위치 코드 길이와,

   특정 위치의 위도, 경도, 고도 및 오프셋 정보를 포함하는 좌표 정보를 나타내는 다수의 위치 관리자로 구성되는 것을 특징으로 하는

   무선 주파수 식별 코드의 구조.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 도로 코드는

   해당 도로 코드의 생성시간 및 수정시간 정보를 나타내는 도로 코드 버전과,

   도로 코드 전체의 길이 정보를 나타내는 도로 코드 길이와,

   도로의 명칭, 제한 속도와 같은 도로와 관련된 정보를 저장하는 다수의 도로 관리자로 구성되는 것을 특징으로 하는

   무선 주파수 식별 코드의 구조.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 자동화 코드는

   해당 자동화 코드의 생성시간 및 최종 수정시간을 나타내는 자동화 코드 버전과,

   인접한 RFID 태그의 타입 정보와 전역 식별자 정보를 저장하는 다수의 자동화 관리자와,

   상기 자동화 관리자의 개수를 나타내는 자동화 관리자의 수로 구성되는 것을 특징으로 하는

   무선 주파수 식별 코드의 구조.
7. 도로면, 횡단보도, 신호등, 및 도로 표지판에 고정적으로 부착된 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDentification, 이하 "RFID"라 함) 태그로부터 도로 정보, 위치 정보 및 자동화 정보를 수신하여 텔레매틱스 서비스를 제공하기 위한 시스템에 있어서,

   상기 RFID 태그로부터 도로 RFID 코드를 획득하는 RFID 리더기;

   상기 도로 RFID 코드의 헤더에 포함된 정보를 기반으로 정보 코드에 포함되어 있는 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보를 분류하는 RFID 정보분류 처리기;

   상기 분류된 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보의 내용을 처리하는 정보 처리 수단;

   상기 정보 처리 수단에서 처리된 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보를 이용하여 차량 내의 텔레매틱스 서비스 처리 기능을 수행하는 제어 수단;

   상기 위치 정보, 도로 정보 및 자동화 정보를 이용하여 차량 내의 소정 기능을 자동으로 제어하는 차량 제어 인터페이스; 및

   상기 자동화 정보로부터 데이터를 전달받아 인접하는 RFID 태그로 연결하기 위한 자동화 정보 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는

   텔레매틱스 서비스 시스템.
8. 도로면, 횡단보도, 신호등, 및 도로 표지판에 고정적으로 부착된 무선 주파수 식별(RFID : Radio Frequency IDentification, 이하 "RFID"라 함) 태그로부터 도로 정보, 위치 정보 및 자동화 정보를 수신하여 텔레매틱스 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,

   (a) 현재 위치에서 접근 가능한 RFID 태그로부터 위치 정보를 수신하여 차량 주행 제어와 같은 텔레매틱스 서비스를 제공하는 단계;

   (b) 인접한 RFID 태그로부터 도로 정보와 자동화 정보를 수신하여 텔레매틱스 서비스를 제공하는 한편, 상기 자동화 정보를 이용하여 인접 RFID 태그에 정보를 요청하는 단계; 및

   (c) 상기 (b) 단계의 요청을 수신한 RFID 태그가 메시지의 유효성 검사를 수행하고 나서 요청된 정보를 전달하면, 상기 전달된 정보를 이용하여 차량 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는

   텔레매틱스 서비스 방법.