KR20060005487A - 무선 데이타 송수신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 데이타 송수신 장치에 관한 것으로써, 특히, 다수의 무선주파수인식장치(RFID;Radio Frequency Identification)로부터 리더기측으로 데이타의 전송시 리더기의 호출에 대한 응답시간을 각각 달리하여 전송함으로써 데이타의 충돌을 방지할 수 있도록 하는 기술을 개시한다. 이를 위해, 본 발명은 샘플링 제어부에 의해 파워 온 리셋신호의 폴링 엣지와 AFE(Analog Front End) 블럭으로부터 인가되는 리셋신호의 라이징 엣지 사이의 구간동안 샘플링 및 카운터를 수행하여 타이머의 초기 셋팅 값으로 설정한다. 이에 따라, 본 발명은 리더기의 호출에 대하여 다수개의 RFID의 스탠바이 시간을 각각 다르게 설정함으로써 데이타 전송시 발생할 수 있는 데이타의 충돌을 방지할 수 있도록 한다.

Description

무선 데이타 송수신 장치{Radio data transmit/receive device}

도 1은 본 발명에 따른 무선 데이타 송수신 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 타이밍도.

도 3은 본 발명이 적용된 주파수인식시스템의 데이타 전송 상태를 설명하기 위한 도면.

본 발명은 무선 데이타 송수신 장치에 관한 것으로써, 특히, 다수의 무선주파수인식장치(RFID;Radio Frequency Identification)로부터 리더기측으로 데이타의 전송시 리더기의 호출에 대한 응답시간을 각각 달리하여 전송함으로써 데이타의 충돌을 방지할 수 있도록 하는 기술이다.

일반적으로 RFID(Radio Frequency Identification)란 바코드, 마그네틱, IC 카드 등과 같은 자동인식 장치의 한 분야로서 초단파나 장파를 이용하여 기록된 정보를 무선으로 인식하는 최첨단 장치이다.

RFID의 원리는 안테나를 통해 태그(Tag)에 저장된 정보를 수신하여 이를 컨트롤러가 인식하고 분석하여 태그가 장착된 물품의 고유정보를 취득할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 RFID는 정보를 인식하기 위한 방법으로 주파수를 이용하기 때문에 눈, 비, 바람, 먼지, 자속 등 외부 환경의 영향을 받지 않는다.

그리고, 태그 정보를 수신하기 위한 통과 속도가 빠르기 때문에 이동 중에도 인식이 가능하다. 뿐만 아니라, 원거리에서도 정보 인식이 가능하며 제조과정에서 유일한 ID를 부여하여 정보를 수신하기 때문에 위조가 불가능하다는 장점이 있다.

이러한 장점을 갖는 RFID는 특히 물류 시스템에 적용되어 물품의 식별, 재고파악, 도난 방지 등에 사용됨으로써 기존의 바코드 보다 훨씬 고 기능의 시스템으로 널리 사용되고 있다.

그 구성을 살펴보면, RFID는 크게 안테나, 태그, 리더기로 구성된다. 여기서, 안테나는 전자기장을 통해 태그를 활성화시켜 컴퓨터와 태그 간의 통신이 가능하게 한다. 태그는 고유 정보가 저장된 상태에서 안테나를 통해 리더기와 통신을 수행한다. 또한, 리더기는 안테나를 통해 활성화신호를 발생하는데, 안테나에 의해 형성되는 RF 필드에 진입하는 태그가 활성화신호를 수신하게 되면 자신의 정보를 리더기로 전송함으로써 리더기가 RF 태그 정보를 인식할 수 있도록 한다.

일반적으로 RF 필드 내에서는 하나의 RFID가 순차적으로 존재하도록 한다. 하지만, 하나의 RF 필드에 여러 개의 RFID가 존재하는 경우가 있다. 이러한 경우 복수개의 RF 태그가 동시에 동작하게 되면 리더기에 각각의 RF 태그로부터 동시에 서로 다른 코드 및 데이타가 전송된다.

이에 따라, 리더기 측에서 이들 데이타를 수신하는 도중에 간섭에 의한 데이타의 충돌이 발생하게 되어 RF 태그로부터 전송된 데이타를 정확하게 인지할 수 없 는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히, RF 필드 내에 존재하는 다수의 무선주파수인식장치(RFID;Radio Frequency Identification)의 응답시간을 각각 달리 설정하여 데이타 전송시 상호 간의 충돌을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 데이타 송수신 장치는, 리더기로부터 수신된 무선 데이타에 응답하여 전원전압을 공급하고 전원전압에 대응하는 리셋신호를 발생하며, 리더기로부터 호출된 데이타 정보를 설정된 스탠바이 시간 이후에 리더기로 전송하는 제어신호 발생부; 및 전원전압을 감지하여 랜덤하게 토글되는 파워 온 리셋신호의 폴링 엣지 시점으로부터 리셋신호를 샘플링 및 카운트하고, 그 결과에 대응하여 상이하게 설정되는 스탠바이 시간 정보를 제어신호 발생부에 송출하는 마이크로 제어 장치를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 데이타 송수신 장치에 관한 구성도이다.

본 발명은 리더기(Reader;1)와 무선주파수인식장치(RFID;Radio Frequency Identification;10)를 구비한다. 여기서, RFID(10)는 제어신호 발생부(AFE;Analog Front End;20)와 마이크로 제어 장치(MCU;Micro Control Unit;30)를 구비한다.

제어신호 발생부(20)는 리더기(1)와 무선 데이타 RF_TX,RF_RX를 송수신하며, 마이크로 제어 장치(30)에 전원전압 VDD, 리셋신호 RESET 및 클럭 CLK를 공급한다. 마이크로 제어 장치(30)는 제어신호 발생부(20)로부터 인가되는 전원전압 VDD, 리셋신호 RESET 및 클럭 CLK에 응답하여, 파워 온 리셋 구간과 리셋구간 사이를 샘플링하여 리더기(1)의 호출에 대한 응답시간을 셋팅한다.

그 상세 구성을 살펴보면, 제어신호 발생부(20)는 전원발생부(21), 데이타 수신부(22), 리셋신호 발생부(23), 클럭 발생부(24) 및 데이타 송신부(25)를 구비한다. 그리고, 마이크로 제어 장치(30)는 파워온 리셋부(31), 카운터 제어부(32), 샘플링 제어부(33) 및 타이머(34)를 구비한다.

여기서, 전원 발생부(21)는 리더기(1)로부터 무선 데이타 RF_TX의 수신시 RF필드 영역에 진입하여 전원전압 VDD을 마이크로 제어 장치(30)에 공급한다. 데이타 수신부(22)는 리더기(1)로부터 인가된 아날로그 무선 데이타 RF_TX를 디지털 신호로 변환한다. 리셋신호 발생부(23)는 전원전압 VDD에 의해 마이크로 제어 장치(30)에 리셋신호 RESET를 출력한다.

클럭 발생부(24)는 특정 주파수(예를 들어, 13.56㎒)를 갖는 클럭 CLK을 마이크로 제어 장치(30)에 공급한다. 데이타 송신부(25)는 마이크로 제어 장치(30)로부터 인가된 디지털 신호를 아날로그 무선 데이타 RF_RX로 변환하여 리더기(1)에 송출한다.

또한, 파워 온 리셋부(31)는 전원 발생부(21)로부터 공급된 전원전압 VDD을 감지하여 파워 온 리셋신호 POR(Power On Reset)를 카운터 제어부(32)와 샘플링 제 어부(33)에 출력한다. 카운터 제어부(32)는 리셋신호 발생부(23)로부터 인가되는 리셋신호 RESET와 파워온 리셋부(31)로부터 인가되는 파워 온 리셋신호 POR에 응답하여 카운트 스타트 신호 CS를 샘플링 제어부(33)에 출력한다.

샘플링 제어부(33)는 파워 온 리셋신호 POR, 카운트 스타트 신호 CS, 리셋신호 RESET 및 클럭 CLK에 응답하여 파워 온 리셋 이후에 컬럼 스타트 신호 CS 가 하이가 되는 구간을 샘플링하고 리더기(1)의 호출 신호에 따른 응답시간을 설정하기 위한 카운트를 수행한다. 타이머(34)는 샘플링 제어부(33)에서 샘플링 및 카운트 된 값을 초기 셋팅 값으로 설정하여 데이타 송신부(25)에 전송한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 동작과정을 도 2의 타이밍도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어신호 발생부(20)의 전원 발생부(21)는 RFID(10)가 RF 필드 영역에 진입할 경우 전원전압 VDD를 생성하여 파워 온 리셋부(31)에 공급한다. 파워 온 리셋부(31)는 전원 발생부(21)로부터 인가되는 전원이 전원전압 VDD 까지 스윕(Sweep)해 가는 동안 하나의 펄스로 토글되어 파워 온 리셋신호 POR를 활성화시킨다.

이때, 파워 온 리셋신호 POR가 생성되는 토글 타이밍은 온도, 전압 및 환경 등과 같은 내부의 노이즈 소스로 인해 매번 다르게 발생한다. 이에 따라, 파워 온 리셋신호 POR가 랜덤하게 로우로 천이하는 시점에서 카운터 제어부(32)가 동작하여 카운트 스타트 신호 CS를 활성화시킨다.

이후에, 카운트 스타트 신호 CS의 활성화에 따라 샘플링 제어부(33)가 동작 하여 샘플링 및 카운트 동작을 수행하고, 카운트 스타트 신호 CS가 로우로 천이되면 샘플링 제어부(33)의 동작이 중지된다.

샘플링 제어부(33)는 파워 온 리셋신호 POR의 라이징 에지에서 카운트 값이 0이 되도록 동작한다. 그리고, 샘플링 제어부(33)는 클럭 발생부(24)로부터 인가되는 클럭 CLK에 동기하여 카운트 스타트 신호 CS가 하이로 천이하는 시점부터 리셋신호 RESET가 하이로 천이하는 시점까지 카운트 동작을 수행한다. 이때, 리더기(1)에서의 RF 주파수는 13.56㎒이며 샘플링 제어부(33)는 이를 샘플링 클럭 CLK로 입력받게 된다.

여기서, 제어신호 발생부(20)는 리셋신호 RESET가 하이가 될 때까지 최소 1,2㎳ 이상의 타이밍이 걸린다. 그리고, 랜덤하게 토글되는 파워 온 리셋신호 POR의 토글 타이밍은 최대 1000㎲ 정도가 된다. 따라서, 샘플링 제어부(33)의 카운트 값은 RFID(10)가 RF 필드 영역 내에 진압하여 동작할 때마다 달라지며, 각각의 RFID(10)들도 서로 다른 카운트 값을 갖는다.

이어서, 샘플링 제어부(33)에서 카운트된 값들은 타이머(34)에 출력되어 초기의 셋팅 값이 랜덤하게 설정된다. 그리고, 타이머(34)는 샘플링 제어부(33)로부터 인가된 초기 셋팅 값에 대응하여 스탠바이 시간을 서로 다르게 설정한다. 따라서, 해당하는 RFID(10)는 내부의 마이크로 제어 장치(30)의 동작 시점을 서로 다르게 제어할 수 있다.

이후에, 데이타 송신부(25)는 타이머(34)로부터 인가되는 스탠바이 시간 동안 대기한 이후에 RFID(10)의 고유정보를 호출하여 리더기(1)에 전송한다. 이에 따라, RFID(10)는 타이머(34)에 랜덤하게 설정된 초기 셋팅 값에 따라 데이타 송신부(25)의 스탠바이 시간을 생성하여, 각각의 RFID(10) 마다 고유한 데이타 전송 시간을 가지고 데이타를 전송할 수 있도록 한다.

도 3은 리더기(1)에서 전송된 데이타에 대응하여 다수의 RFID(10)가 서로 다른 응답시간에 순차적으로 데이타를 송출하는 경우를 나타낸다. 도 3에 나타난 바와 같이, 각각의 RFID(10)는 리더기(1)에 응답 신호를 송출할 경우 서로 다른 스탠바이 시간을 가지고 무선 데이타 RF_RX를 전송한다. 이에 따라, 리더기(1)는 각각의 RFID(10)에서 전송된 데이타를 충돌 없이 전송받을 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다수의 RFID가 RF 필드에 동시에 진입한 경우에 리더기 측에 서로 다른 스탠바이 시간을 가지고 응답신호를 랜덤하게 송출하여 데이타의 충돌을 방지함으로써 원활한 커뮤니케이션이 이루어질 수 있도록 한다. 이러한 본 발명은 대단위 물류 시스템과 같은 분야에 적용되어 물류 처리 시간을 절약함과 동시에 제반 경비를 최소화시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (6)

1. 리더기로부터 수신된 무선 데이타에 응답하여 전원전압을 공급하고 상기 전원전압에 대응하는 리셋신호를 발생하며, 상기 리더기로부터 호출된 데이타 정보를 설정된 스탠바이 시간 이후에 상기 리더기로 전송하는 제어신호 발생부; 및

   상기 전원전압을 감지하여 랜덤하게 토글되는 파워 온 리셋신호의 폴링 엣지 시점으로부터 상기 리셋신호를 샘플링 및 카운트하고, 그 결과에 대응하여 상이하게 설정되는 스탠바이 시간 정보를 상기 제어신호 발생부에 송출하는 마이크로 제어 장치를 구비함을 특징으로 하는 무선 데이타 송수신 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어신호 발생부는

   상기 무선 데이타 수신 여부에 응답하여 전원전압을 공급하는 전원 발생부;

   상기 무선 데이타를 수신하여 신호처리하는 데이타 수신부;

   상기 전원 발생부로부터 인가된 상기 전원전압에 따라 리셋신호를 발생하는 리셋신호 발생부;

   상기 리더기의 무선 주파수에 대응하는 클럭신호를 생성하는 클럭 발생부; 및

   상기 마이크로 제어부로부터 인가되는 상기 스탠바이 시간 정보에 따라 상기 데이타 정보를 신호처리하여 상기 리더기에 전송하는 데이타 송신부를 구비함을 특징으로 하는 무선 데이타 송수신 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 마이크로 제어 장치는 상기 파워 온 리셋신호가 로우가 되는 시점부터 상기 리셋신호가 하이가 되는 시점 사이의 구간을 샘플링 및 카운트함을 특징으로 하는 무선 데이타 송수신 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 마이크로 제어 장치는

   상기 전원전압을 감지하여 랜덤하게 활성화되는 상기 파워 온 리셋신호를 발생하는 파워 온 리셋부;

   상기 파워 온 리셋신호가 로우가 되는 시점에서부터 상기 리셋신호가 하이가 되기 이전까지 카운트 스타트 신호를 활성화시키는 카운터 제어부;

   상기 제어신호 발생부로부터 인가되는 클럭신호에 동기하여 상기 카운트 스타트 신호의 활성화 구간동안 상기 리셋신호를 샘플링 및 카운트하는 샘플링 제어부; 및

   상기 샘플링 제어부의 결과를 초기 셋팅 값으로 설정하여 상기 스탠바이 시간 정보를 상기 제어신호 발생부에 송출하는 타이머를 구비함을 특징으로 하는 무선 데이타 송수신 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 파워 온 리셋부는 상기 전원전압의 노이즈 소스에 대응하여 상기 파워 온 리셋신호의 토글 타이밍을 상이하게 설정함을 특징으로 하는 무선 데이타 송수신 장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 샘플링 제어부는 상기 파워 온 리셋신호의 라이징 엣지에서 카운트 값이 0이 되도록 설정함을 특징으로 하는 무선 데이타 송수신 장치.

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