KR20060045549A

KR20060045549A - Ｒｆｉｄ 센서 및 이를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크시스템

Info

Publication number: KR20060045549A
Application number: KR1020050028808A
Authority: KR
Inventors: 이건홍
Original assignee: 이건홍
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-05-17
Also published as: WO2006049374A1; US20070216531A1; JP2007532996A; KR100748367B1

Abstract

본 발명은 RFID 태그를 이용한 RFID 센서와, 이러한 RFID 센서를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 관한 것이다. RFID 센서는 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩 중에서, 피감시물의 사용 상태에 따라 적어도 하나 선택된 RFID 칩의 고유번호를 추출한다. 제어부는 RFID 센서로부터 상기 추출된 고유번호를 수신하고, 상기 추출된 고유번호의 의미 정보를 기초로 피감시물의 사용 상태를 인식한다.

본 발명은 저가의 RFID 태그를 이용하여 간편하게 설치가 가능한 센서를 구현할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명은 무선 무전원의 RFID 태그를 이용하여 각종 피감시물을 저가로 용이하게 감시할 수 있는 효과를 제공한다.

검침, 방범, RFID, USN, 센서

Description

ＲＦＩＤ 센서 및 이를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템{RFID Sensor and Ubiquitous Sensor Network System thereof}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 센서를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가스 밸브의 개폐 유무를 감시하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 가스 계량기의 사용 상태를 감지하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 출입문의 개폐 유무를 감시하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도;

도 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 RFID 센서의 블록 구성도;

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 창문 개폐 여부를 감지하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도; 및

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가정 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 개략적인 블록 구성도이다.

본 발명은 RFID 센서 및 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, RFID 태그를 이용한 RFID 센서와, 이러한 RFID 센서를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템에 관한 것이다.

현재, 각 가정이나 건물 등에서 사용되고 있는 전기, 수도, 가스 등에 의한 사용량은 가스미터나 가스량계, 수도미터 등의 계량기를 통해 측정되며, 통상 각 주관사업소에 소속되어 있는 검침원이 일정 간격으로 가정의 해당 계량기의 지침을 읽어 사용량을 확인한다. 그런데, 이러한 검침원에 의한 검침 방식은 많은 인력과 시간이 요구되는 문제점이 있었다. 특히 계량기가 눈으로 지침을 확인하기 어려운 곳에 위치하거나 검침원의 방문시 각 가정의 사용자가 부재중일 경우에는 검침시의 어려움은 더욱 크다.

이러한 검침의 어려움을 해결하기 위하여, 최근 전용선이나 전화선을 이용한 원격 검침 기술이 개발되었다. 또한 각 계량기의 사용 상태를 확인하여 이에 대한 정보를 무선 신호로 전송함으로써 원격지에서 무선 검침이 가능한 기술도 개발되었다.

그런데, 이러한 유선 및 무선을 이용한 원격 검침 시스템은 각 계량기의 사용 상태를 감지하기 위한 센서가 별도로 부착되어야 한다. 이러한 센서는 (특히 무선 방식일 경우에) 비교적 고가이며, 또한 설치시에 동작 전원선 및 신호선 등을 설치하여야 하므로 설치의 어려움 및 설치 비용의 증가 등의 문제점이 있다.

한편, 방범 시스템은 외부의 무단 침입 등을 감지하여 경보음을 발생함과 동시에 유선 또는 무선으로 원격지의 방범 서비스 제공자나 경찰서로 감지 정보를 전송하는 시스템이다. 이러한 방범 시스템에 있어서도, 센서가 출입문이나 창문 등과 같은 각 감시 위치에 설치되어 해당 감시 위치의 이상 유무를 감지한다. 이러한 방범 시스템의 센서는 원격 검침 시스템에서와 마찬가지로 고가의 센서로서 설치시에 동작 전원선 및 신호선 등을 설치하여야 하므로, 설치의 어려움 및 설치 비용의 증가 등의 문제점이 있다. 또한, 상기 원격 검침 시스템이나 방범 시스템외의 다른 감시 시스템 역시 고가의 센서를 설치시에 동작 전원선 및 신호선 등을 설치하여야 하므로, 설치의 어려움 및 설치 비용의 증가 등의 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선 무전원의 RFID 태그를 이용한 RFID 센서를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 무선 무전원의 RFID 태그를 이용한 RFID 센서를 통해 각종 피감시물을 저가로 쉽게 감시할 수 있는 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 RFID 센서 및 제어부를 포함하는 유비쿼터스(ubiquitous) 센서 네 트워크 시스템이다. RFID 센서는 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩 중에서, 피감시물의 사용 상태에 따라 적어도 하나 선택된 RFID 칩의 고유번호를 추출한다. 제어부는 RFID 센서로부터 상기 추출된 고유번호를 수신하고, 상기 추출된 고유번호의 의미 정보를 기초로 피감시물의 사용 상태를 인식한다.

바람직하게는, 본 발명은 RFID 칩의 고유번호의 제조사 정보를 저장하고 있는 네이밍 센터와, 제조사별로 고유번호의 의미 정보를 저장하고 있는 데이터베이스 서버를 더 포함한다. 이때, 제어부는 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호의 제조사 정보를 네이밍 센터에 질의하여 수신한 후, 수신된 제조사 정보에 기초하여 데이터베이스 서버에 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호의 의미 정보를 질의하여 수신한다. 그리하여, 제어부는 수신된 의미 정보를 기초로 상기 피감시물의 사용 상태를 인식하게 된다. 상기 수신된 의미 정보는 제어부에 저장되어, 추후에는 제어부에서 직접 획득될 수 있다.

바람직하게는, 제어부는 통신망을 통하여 피감시물의 사용 상태 정보를 외부의 서비스 시스템 본부에 전송할 수 있다. 또한, 제어부는 통신망을 통하여 피감시물의 사용 상태 정보를 이동전화 사업자에게 전송할 수 있다. 이동전화 사업자는 상기 상태 정보를 기초로 하여, 사용자의 이동전화 단말기에 경고 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 제어부는 사용자의 단말기에 직접 경고메시지를 전송할 수 있다.

본 발명은 RFID 센서로서, 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID 칩, RFID 리더로부터 RF 신호를 수신하는 하나의 RFID 안테 나와, 피감시물의 물리적 변이에 의해 RFID 칩 중에서 하나를 선택하여 상기 RFID 안테나에 연결하는 선택부를 포함한다. RFID 안테나는 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호를 RFID 리더로 전송한다.

본 발명은 RFID 센서로서, 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 피감시물에 복수개 설치된 RFID 칩, RFID 리더로부터 RF 신호를 수신하며 RFID 칩에 대응하는 동수의 RFID 안테나와, 피감시물의 물리적 변이에 의해 RFID 칩 중에서 적어도 하나를 선택하여 RFID 안테나에 각각 연결하는 선택부를 포함한다. RFID 안테나는 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호를 RFID 리더로 각각 전송한다.

본 발명은 RFID 센서로서, 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID 칩, RFID 리더로부터 RF 신호를 수신하며 RFID 칩에 각각 연결된 RFID 안테나와, 피감시물의 물리적 변이에 따라 RFID 안테나를 선택적으로 차폐하는 차폐막을 포함한다. 차폐되지 않은 RFID 안테나는 연결된 RFID 칩의 고유번호를 RFID 리더로 각각 전송한다.

상술한 목적 및 특징은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID(Radio Frequency Identification) 센서를 이용한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도이다. 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템은 RFID 센서(100), RFID 리더(110) 및 제어기(120)를 포함한다.

RFID 센서(100)는 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 설치된 복수개의 RFID 칩(102)을 구비하며, 피감시물의 사용 상태에 따라 적절한 RFID 칩(102)을 선택하여 해당 RFID 칩의 고유 번호를 안테나(106)를 통해 RFID 리더(110)로 전송한다. RFID 센서(100)는 피감시물 생산시에 이와 일체형으로 구성될 수 있다.

피감시물은 가스 밸브, 출입문, 바닥 타일, 창문, 계량기 등 그 상태를 측정할 필요가 있는 모든 물건을 포함한다. 예를 들어, 가스 밸브나 출입문의 경우 개폐여부의 2개의 사용 상태가 존재할 것이다. 바닥 타일의 경우 가압여부의 2개의 사용 상태가 존재할 것이다. 창문의 경우 개폐여부 뿐만 아니라 그 열림 정도까지 파악하고자 한다면 2개 이상의 사용 상태가 존재할 것이다. 계량기의 경우, 천단위의 숫자라고 한다면, 4개의 숫자지침 각각에 대해 10개의 사용 상태가 존재할 것이다.

RFID 칩은 피감시물의 사용 상태개수와 동일한 개수가 설치되지만, 그 보다 더 적은 수가 설치될 수도 있다. 예를 들어, 가스 밸브의 경우, 하나의 RFID 칩만이 설치되어 피감시물의 사용 상태를 파악하도록 이용될 수 있다.

RFID 리더(110)는 통상적인 RFID 시스템의 리더와 유사한 구성을 가진다. RFID 리더(110)는 미리 설정된 주기로 RFID 센서(100)에 RF 신호를 송출하며, 또한, RFID 센서(100)로부터 선택된 RFID 칩의 고유 번호를 담은 RF 신호를 수신하여 이를 제어기(120)에 전송한다. RFID 리더(110)의 기능은 제어기(120)에 포함되도록 구성될 수도 있다.

제어기(120)는 선택된 RFID 칩의 고유 번호를 확인함으로써 피감시물의 사용 상태를 확인한다. 제어기(120)는 RFID 칩의 고유 번호의 출처를 저장하고 있는 네이밍 센터(naming center)(130)에 해당 RFID 칩의 고유번호의 제조사 정보를 질의한다. 네이밍 센터(130)는 RFID 칩의 고유 번호 별로 제조사 정보를 보유하고 있으며, 제어기(120)로부터 질의를 받으면 해당 제조사 정보를 검색하여 제어기(120)에 제공한다.

제어기(120)는 네이밍 센터(130)로부터 제조사 정보를 받은 후, 해당 제조사의 데이터베이스 서버(140)에 해당 고유번호의 의미를 질의한다. 데이터베이스 서버(140)는 제조사별로 각각 운용될 수 있다. 데이터베이스 서버(140)는 각 고유번호에 대해 각 고유 번호가 가지는 의미 정보를 저장하고 있으며, 제어기(120)로부터 질의를 받으면 해당 의미 정보를 검색하여 제어기(120)에 제공한다. 예를 들어, 데이터베이스 서버(140)는 제어기(120)의 질의에 대해, ‘OOO집 가스 밸브 열림’정보를 제어기(120)에 제공한다. 제어기(120)는 ‘가스 밸브 열림’정보를 PDA(150) 등을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 당업자라면 네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)는 통합될 수도 있다는 것을 알 것이다.

네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)로부터 획득된 RFID 칩의 의미 정보는 제어기(120)에 저장되어, 추후에 네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)에 질의할 필요없이 제어기(120)로부터 직접 획득될 수 있다.

전술한 바와 같이, 단순히 고유 번호만을 가지고 있던 RFID 칩으로 구성된 RFID 센서(100)는 네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)의 정보를 참조하는 과정에서 언제 어디서나 동일한 특정 의미를 갖는 유비쿼터스 센서의 역할을 하게된다.

도 1을 참조하여, RFID 센서(100)의 구성을 보다 상세히 설명하면, RFID 센서(100)는 RFID칩(102)과, 선택부(104) 및 RFID 안테나(106)로 이루어진다. RFID 칩(100)은 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 다수의 감지 위치마다 설치되며, 고유한 식별 번호를 갖는다. 선택부(104)는 피감시물의 물리적/전기적인 동작이나 물리적 변이에 의해 다수의 RFID 칩(102) 중 하나를 선택하여 RFID 안테나(106)와 연결한다. RFID 안테나(106)는 RFID 리더(110)로부터 RF 신호를 수신하거나, 다수의 RFID 칩(102) 중 선택된 RFID 칩의 고유 번호를 RFID 리더(110)로 무선 전송한다.

도1에서는 선택부(104)가 복수의 RFID 칩(102)과 하나의 RFID 안테나(106)를 선택적으로 연결하는 것으로 구성되어 있으나, 선택부(104)는 복수의 RFID 칩과 이에 대응하는 복수의 RFID 안테나에 대해 각각 하나씩을 선택적으로 연결하는 것으로 구성될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템이 적용된 예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가스 밸브의 개폐 유무를 감시하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도이다.

RFID 센서(200)는 가스 배관(230)에 설치된 가스 밸브(240)의 개폐 상태를 감지한다. RFID 센서(200)는 가스 밸브(240)의 닫힘(A) 및 열림(B) 상태에 대한 각 신호를 출력하는 2개의 RFID 칩(202-1,202-2)과, 선택부(204) 및 RFID 안테나(206)를 포함한다. 제1RFID 칩(202-1)과 제2RFID 칩(202-2) 각각은 선택부(204)의 닫힘(A) 위치와 열림(B) 위치에 연결된다. 선택부(204)는 가스 밸브(240)의 개폐에 의한 물리적인 조작력에 의해 스위칭 동작을 하여 제1, 제2 RFID 칩(202-1,202-2) 중 선택된 하나를 RFID 안테나(206)로 연결하는 로터리 스위치로 구성된다.

RFID 안테나(206)는 RFID 리더(210)로부터 발생된 무선 신호를 수신하며 제1, 제2 RFID 칩(202-1,202-2) 중 선택된 RFID 칩의 고유 번호를 RFID 리더(210)로 무선 전송한다.

도 2처럼 가스 밸브(240)가 잠겨 있는 경우, 제1 RFID 칩(202-1)이 RFID 안테나(206)와 연결되어 있다. RFID 리더(210)가 주기적으로 RFID 안테나(206)에 가스 밸브(240)의 상태 확인을 위한 RF 신호를 출력하게 되면, 제1 RFID 칩(202-1)의 고유번호가 RFID 안테나(206)를 통해 RFID 리더(210)로 전송된다. RFID 리더(210) 는 제1 RFID 칩(202-1)의 고유번호를 수신하여 제어기(220)로 전송하게 된다.

제어기(220)에는 제1 RFID 칩(202-1)의 고유번호는 가스 밸브(240)가 닫혀 있음을 의미하는 정보와, 제2 RFID 칩(202-2)의 고유번호는 가스 밸브(240)가 열려 있음을 의미하는 정보가 저장되어 있다. 이러한 정보는 네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)를 통해 획득될 수 있다. 제어기(220)는 전송된 제1 RFID 칩(202-1)의 고유번호를 확인함으로써 현재 가스 밸브(240)가 닫혀 있음을 인식할 수 있게 된다.

마찬가지로, 가스 밸브(240)가 열려 있는 경우, 제2 RFID 칩(202-2)이 RFID 안테나(206)와 연결되어 있다. RFID 리더(210)가 주기적으로 RFID 안테나(206)에 가스 밸브(240)의 상태 확인을 위한 RF 신호를 출력하게 되면, 제2 RFID 칩(202-2)의 고유번호가 RFID 안테나(206)를 통해 RFID 리더(210)로 전송된다. RFID 리더(210)는 제2 RFID 칩(202-2)의 고유번호를 수신하여 제어기(220)로 전송하게 된다. 제어기(220)는 전송된 제2 RFID 칩(202-2)의 고유번호를 확인함으로써 현재 가스 밸브(240)가 닫혀있음을 인식할 수 있게 된다.

도2에서는, 2개의 RFID 태그가 가스 밸브(240)의 열림과 닫힘이라는 2개의 사용 상태를 감지하기 위하여 사용되었으나, 하나의 RFID 칩만을 사용하여 가스 밸브(240)의 열림과 닫힘을 인식하는 것이 가능하다. 즉, 두가지 상태에 대해 하나의 RFID 칩의 선택 여부가 이루어지도록 하여, 해당 RFID 칩으로부터의 전송되는 신호 유무를 검사함으로써 두 가지 상태 중 어떠한 상태인지 확인할 수 있도록 구성될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 가스 계량기의 사용 상태를 감지하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도이다.

RFID 센서(300a,b,c,d)는 가스 계량기(330)의 검침 상태를 감지한다. 가스 계량기는 4개의 회전숫자지침(330a,330b,330c,330d)을 갖는다. 각 회전숫자지침(330a,330b,330c,330d) 별로 해당 검침 상태 값을 감지하기 위한 RFID 센서(300a,b,c,d)가 설치된다. 각각의 구성 및 동작은 동일하므로, 제1회전숫자지침(330a)에 대한 RFID 센서(300a)를 대표적으로 설명한다.

제1 RFID 센서(300a)는 제1 회전숫자지침(330a)의 10개의 숫자(0~9) 각각에 대응하여 설치된 10개의 RFID 칩(302-1 ~ 302-10)과, 선택부(304) 및 RFID 안테나(306)를 포함한다. 선택부(304)는 제1 회전숫자지침(330a)의 회전에 의한 물리적인 조작력에 의해 스위칭 동작을 하여 10개의 RFID 칩(302-1 ~ 302-10) 중 선택된 하나를 RFID 안테나(306)로 연결하는 스위치로 구성된다.

RFID 안테나(306)는 RFID 리더(310)로부터 발생된 무선 신호를 수신하며 10개의 RFID 칩(302-1 ~ 302-10) 중 선택된 RFID 칩의 고유 번호를 RFID 리더(310)로 무선 전송한다.

도 3처럼 스위치(304)는 RFID 칩(302-1)과 RFID 안테나(306)를 연결하고 있다. RFID 리더(310)가 주기적으로 RFID 안테나(306)에 가스 계량기(330)의 검침 상태 확인을 위한 RF 신호를 출력하게 되면, RFID 칩(302-1)의 고유번호가 RFID 안테나(306)를 통해 RFID 리더(310)로 전송된다. RFID 리더(310)는 RFID 칩(302-1)의 고유번호를 수신하여 제어기(320)로 전송하게 된다.

제어기(320)에는 RFID 칩(302-1 ~ 302-10) 각각의 고유번호는 가스 계량기(330)에서 천단위의 특정숫자를 의미한다는 정보가 저장되어 있다. 이러한 정보는 네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)을 통해 획득될 수 있다. 제어기(320)는 전송된 RFID 칩(302-1)의 고유번호를 확인함으로써 가스 계량기(330)의 천단위의 숫자(예를 들면, 0)를 인식할 수 있게 된다.

나머지 RFID 센서 즉, 제2 RFID센서(300b), 제3 RFID 센서(300c), 제4 RFID 센서(300d)도 제1 RFID 센서(300a)와 동일하게 동작하며, 제어기(320)는 각각의 RFID 센서로부터 가스 계량기(330)의 백단위, 십단위, 일단위 숫자를 인식할 수 있게 된다.

이때 RFID 리더(310)는 각 검침원이 휴대할 수 있도록 구성할 수 있다. 각 검침원은 각 가정에 방문하여(각 가정에 직접 들어갈 필요없이) RFID 리더(310)의 RF 신호가 송수신될 수 있는 위치까지만 근접하여 상기 가스 계량기(310)의 검침 상태에 대한 정보를 수집할 수 있게 된다.

당업자라면 전술한 기술적 사상은 가스 계량기 뿐만 아니라 이와 유사한 다양한 계량기에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 출입문의 개폐 유무를 감시하기 위한 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 블록 구성도이다.

RFID 센서(400)는 출입문(440)의 개폐 상태를 감지한다. RFID 센서(400)는 1개의 RFID 칩(402)과, 선택부(404) 및 RFID 안테나(406)를 포함한다. 선택부(404)는 문틀(430)에 설치된 자성체(408)의 자력 여부를 감지하는 자력센서(예를 들면, 리드(reed) 스위치)로 이루어진다. 문이 닫혀 있는 경우, 리드 스위치(404)는 자성체(408)의 자력을 감지하여 RFID 칩(402)과 RFID 안테나(406)를 연결시킨다. 문이 열리는 경우, 리드 스위치(404)는 자성체(408)의 자력을 통해 이러한 물리적 변이를 감지하여 RFID 칩(402)과 RFID 안테나(406)의 연결을 끊는다. RFID 리더(410)가 주기적으로 RFID 안테나(406)에 출입문(440)의 상태 확인을 위한 RF 신호를 출력하게 되면, RFID 칩(402)과 RFID 안테나(406)가 연결된 경우, RFID 칩(402)의 고유번호가 RFID 안테나(406)를 통해 RFID 리더(410)로 전송된다.

제어기(420)에는 RFID 칩(402)의 고유번호는 출입문(440)이 닫혀 있음을 의미하는 정보가 저장되어 있다. 이러한 정보는 네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)를 통해 획득될 수 있다. 제어기(420)는 전송된 RFID 칩(402)의 고유번호를 확인함으로써 현재 출입문(440)이 닫혀 있음을 인식할 수 있게 된다. 또한, 제어기(420)는 RFID 안테나(406)를 통해 RFID 칩(402)의 고유번호가 전송되지 않으면, 현재 출입문이 열려있음을 인식할 수 있게 된다. 전술한 리드 스위치는 반대로 동작할 수 있다. 즉, 문이 닫혀 있는 경우, 리드 스위치(404)는 RFID 칩(402)과 RFID 안테나(406)의 연결을 끊고, 문이 열리는 경우, RFID 칩(402)와 RFID 안테나(406)를 연결할 수 있다. 이러한 경우, 제어기(420)는 전송된 RFID 칩(402)의 고유번호를 확인함으로써 현재 출입문(440)이 열려 있음을 인식할 수 있게 된다.

도4에서는, 하나의 RFID 칩이 출입문의 개폐여부를 감지하기 위하여 사용되었으나, 두개의 RFID 칩이 출입문의 개폐여부를 감지하기 위하여 사용될 수 있을 것이다. 또한, 당업자라면 전술한 자력 센서를 이용한 RFID 센서는 금고문을 포함 하여 다양한 문의 개폐여부를 감지하는 데도 응용될 수 있다는 것을 알 것이다. 전술한 문 개폐 감지 센서를 집안의 여러 곳에 설치한다면, 사용자는 각 방문의 개폐 상태와 금고문의 개폐 상태를 실시간으로 알 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 센서의 블록 구성도이다. 도1에서는 선택부(104)가 복수의 RFID 칩(102)과 하나의 RFID 안테나(106) 사이에서 계량기와 같은 피감시물의 물리적 변이에 의해 복수의 RFID 칩(102) 과 하나의 RFID 안테나(106)를 선택적으로 연결하는 구성을 개시하였다. 도 5에서는, 선택부(504)가 피감시물의 물리적 변이에 의해 제1,2 RFID 태그(501,503) 중 하나를 차폐막(505)을 이용하여 선택한다. 차폐막(505)은 제1,2 RFID 태그(501,503)의 RFID 안테나(506-1,506-2)를 선택적으로 차폐한다. 도5에서는 차폐막(505)이 제1RFID 태그(501)의 안테나(506-1)를 차폐함으로써, 제2RFID 태그(503)가 RFID 리더(미도시)에 해당 고유번호를 전송할 수 있게 된다.

도6은 도5에 따른 RFID 센서가 창문 개폐 여부를 감지하기 위해 적용된 예이다.

창문틀(630a)에는 RFID 태그(601)의 안테나를 차폐하기 위한 동판(605)이 설치되어 있고, 창문틀(630b)에는 RFID 태그(601)가 복수개 설치되어 있다. RFID 리더(610)가 주기적으로 RFID 태그(601)에 창문(640)의 상태 확인을 위한 신호를 출력하게 되면, RFID 태그(601)의 고유번호들이 RFID 리더(610)로 전송된다.RFID 리더(610)는 각 고유번호들을 수신하여 제어기(620)로 전송하게 된다. 제어기(620)는 네이밍 센터(130)와 데이터베이스 서버(140)로부터 획득된 정보를 기초로, 전송된 RFID 태그(601-1 ~ 5)의 고유번호의 의미를 확인함으로써 현재 창문(640)이 닫혀 있음을 인식할 수 있게 된다.

만약 문이 활짝 열려 RFID 태그(601)들이 모두 동판에 의해 신호가 차폐된다면, 제어기(620)는 RFID 태그(601)로부터 아무런 고유번호를 전송받지 못해 창문이(640)이 활짝 열려 있다고 인식할 수 있게 된다. RFID 태그(601)의 개수가 다수개이면, 제어기(620)는 차폐되는 RFID 태그(601)의 개수에 따라 창문(640)의 열림 정도를 인식할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가정 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템의 개략적인 블록 구성도로서, 도면에서 검은색 박스는 가정 내의 적소에 적절히 설치된 다수의 RFID 센서를 나타낸다. RFID 리더(710)는 가정 내의 적절한 위치에 설치되어 해당 가정에 설치된 다수의 검침 및 방범을 위한 RFID 센서(700)로부터 RF 신호를 수신한다. RFID 리더(710)는 수집한 각 RFID 칩의 고유번호를 제어기(720)로 전송하게 된다. 도 7에서는 상기 제어기(720)가 설명의 편의를 위해 댁외에 위치하는 것으로 도시되었으나, 댁내에도 설치가능함은 물론이다. 또한, 제어기(720)는 RFID 리더(710)를 하나의 모듈로 포함하도록 구성될 수 있다.

제어기(720)는 개인용 컴퓨터, 셋탑박스 등 통상적인 원격 검침 시스템이나 방범 시스템에서 댁내에 설치되는 제어기일 수 있다. 제어기(720)는 네이밍 센터(730)와 데이터베이스 서버(740)로부터 획득한 정보를 기초로, RFID 리더(710)로부터 제공되는 각 RFID 칩의 고유번호를 확인하여 각각의 검침 상태 및 방범 상태를 인식한다. 제어기(720)는 인식된 검침 상태 및 방범 상태를 외부 통신망을 통해 서비스 시스템 본부(760)나 설정된 이동전화 사업자(770) 측으로 전송한다.

서비스 시스템 본부(760)(예를 들면, 방범 서비스 회사, 검침사업소, 경찰서 등)에서는 제어기(720)로부터 제공된 정보를 바탕으로 해당 가정의 검침 및 방범 상태를 확인할 수 있다. 이동전화 사업자(770)는 상기 정보를 통해 설정된 위급시에 해당 가정의 이동통신 단말기(780)로 경고 메시지 등을 송부하는 등 여러 가지 서비스를 제공할 수 있다.

또한 제어기(720)는 블루투스 모듈 등이 내장되어 사용자의 PDA(750) 측으로 직접 경고 메시지를 전송할 수도 있다. 또한 제어기(720)는 가정의 현관 등에 적절히 마련되는 디스플레이 장치(미도시) 등에 현재 가정의 검침 및 방범 상태에 대한 정보를 디스플레이할 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 예를 들어, 리드 스위치를 이용한 자력 RFID 센서 대신에 멤브레인(membrane) 스위치를 이용한 압력 RFID 센서를 타일처럼 압력부재의 단위면적마다 설치할 수 있다. 이러한 경우, 단위면적 별로 압력이 가해졌는지 여부를 알 수 있게 된다. 따라서, 방범이나 보안분야에 활용될 수 있다. 예를 들어, 창문이 열린 후 창문 아래쪽의 바닥에 압력이 감지된다면 도둑과 같은 침입자일 가능성이 매우 클 것이다. 또한, 단위면적 별로 압력이 가해진 순서를 확인한다면, 침입자의 이동경로를 확인하는 데도 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 이러한 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명은 저가의 RFID 태그를 이용하여 간편하게 설치가 가능한 센서를 구현할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 무전원의 RFID 태그를 이용하여 각종 피감시물을 저가로 용이하게 감시할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

피감시물의 사용 상태 개수에 따라 상기 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩 중에서 상기 피감시물의 사용 상태에 따라 적어도 하나 선택된 RFID 칩의 고유번호를 추출하는 RFID 센서; 및

상기 RFID 센서로부터 상기 고유번호를 수신하고, 상기 고유번호의 의미 정보를 기초로 상기 피감시물의 사용 상태를 인식하는 제어부를 포함하는

유비쿼터스(ubiquitous) 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는

미리 설정된 주기로 상기 RFID 센서에 신호 감지용 RF 신호를 송출하며, 상기 고유번호를 수신하는 RFID 리더; 및

상기 RFID 리더로부터 상기 고유번호를 수신하여 상기 피감시물의 사용 상태를 인식하는 제어기를 포함하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템은,

상기 RFID 칩의 고유번호의 제조사 정보를 저장하고 있는 네이밍 센터; 및

제조사별로 고유번호의 의미 정보를 저장하고 있는 데이터베이스 서버를 더 포함하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제3항에 있어서,

상기 제어부는

상기 선택된 RFID 칩의 고유번호의 제조사 정보를 상기 네이밍 센터에 질의하여 수신한 후, 수신된 제조사 정보에 기초하여 상기 데이터베이스 서버에 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호의 의미 정보를 질의하여 수신하며,

수신된 의미 정보를 기초로 상기 피감시물의 사용 상태를 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제4항에 있어서,

상기 수신된 의미 정보는 상기 제어부에 저장되어, 추후에는 상기 제어부에서 직접 획득되는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 RFID 센서는,

상기 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 상기 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩;

상기 제어부로부터 RF 신호를 수신하며, 상기 고유번호를 상기 제어부에 전송하는 하나의 RFID 안테나; 및

상기 피감시물의 물리적 변이에 의해 상기 RFID 칩 중에서 하나를 상기 RFID 안테나에 연결하는 선택부를 포함하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제6항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태 개수가 n(단, n=2,3,4...)개인 경우, 상기 RFID 칩 개수는 n개인

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제6항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태 개수가 2개인 경우, 상기 RFID 칩 개수는 1개 또 는 2개로 구성되는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제8항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태가 가스 밸브의 개폐여부로서, 2개의 RFID 칩에 의해 상기 가스 밸브의 개폐여부를 감시하는 경우,

로터리 스위치로 구성된 선택부에 의해,

제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제1RFID 칩의 고유번호에 의해“닫힘”상태로 인식하고,

제2RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제2RFID 칩의 고유번호에 의해 “열림”상태로 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제8항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태가 가스 밸브의 개폐여부로서, 1개의 RFID 칩에 의해 가스 밸브의 개폐여부를 감시하는 경우,

로터리 스위치로 구성된 선택부에 의해,

제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제1RFID 칩 의 고유번호에 의해“닫힘”또는 “열림”중에 어느 하나의 상태로 인식하고,

상기 제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되지 않으면 상기 제어부는 반대로 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제8항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태가 문의 개폐여부로서, 2개의 RFID 칩에 의해 상기 문의 개폐여부를 감시하는 경우,

자력센서로 구성된 선택부에 의해,

제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제1RFID 칩의 고유번호에 의해“닫힘”상태로 인식하고,

제2RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제2RFID 칩의 고유번호에 의해 “열림”상태로 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제8항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태가 문의 개폐여부로서, 1개의 RFID 칩에 의해 상기 문의 개폐여부를 감시하는 경우,

자력센서로 구성된 선택부에 의해,

제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제1RFID 칩의 고유번호에 의해“닫힘”또는 “열림”중에 어느 하나의 상태로 인식하고,

상기 제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되지 않으면 상기 제어부는 반대로 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제8항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태가 부재의 가압여부로서, 2개의 RFID 칩에 의해 상기 부재의 가압여부를 감시하는 경우,

압력센서로 구성된 선택부에 의해,

제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제1RFID 칩의 고유번호에 의해“닫힘”상태로 인식하고,

제2RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제2RFID 칩의 고유번호에 의해 “열림”상태로 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제8항에 있어서,

상기 피감시물의 사용 상태가 부재의 가압여부로서, 1개의 RFID 칩에 의해 상기 부재의 가압여부를 감시하는 경우,

압력센서로 구성된 선택부에 의해,

제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되면 상기 제어부는 상기 제1RFID 칩의 고유번호에 의해“닫힘”또는 “열림”중에 어느 하나의 상태로 인식하고,

상기 제1RFID 칩이 상기 RFID 안테나에 연결되지 않으면 상기 제어부는 반대로 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제6항에 있어서,

상기 RFID 칩이 계량기의 각 회전 숫자 지침의 숫자 개수별로 설치되고,

상기 선택부는 상기 회전 숫자 지침의 회전에 의한 물리적인 조작력에 의해 스위칭 동작을 하는 로터리 스위치로 구성되는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제15항에 있어서,

상기 제어부는 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호에 의해 상기 각 회전숫자지침의 숫자를 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 RFID 센서는,

상기 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 상기 피감시물에 복수개 설치된 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩;

상기 RFID 칩에 각각 대응하는 동수의 RFID 안테나; 및

상기 피감시물의 물리적 변이에 의해 상기 RFID 칩 중에서 적어도 하나를 상기 RFID 안테나에 각각 연결하는 선택부를 포함하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 RFID 센서는,

상기 피감시물의 사용 상태 개수에 따라 상기 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩;

상기 RFID 칩에 각각 연결된 RFID 안테나; 및

상기 피감시물의 물리적 변이에 따라 상기 RFID 안테나를 선택적으로 차폐하는 차폐막을 포함하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제18항에 있어서,

상기 RFID 칩 및 RFID 안테나는 제1창문틀에 설치되고,

상기 차폐막은 제2창문틀에 설치된

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제19항에 있어서,

상기 차폐되는 RFID 안테나의 개수에 따라 창문의 개폐정도를 인식하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 RFID 센서는 상기 피감시물과 일체형으로 제조되는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 통신망을 통하여 상기 피감시물의 사용 상태 정보를 외부의 서비스 시스템 본부에 전송하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 통신망을 통하여 상기 피감시물의 사용 상태 정보를 이동전화 사업자에게 전송하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제23항에 있어서,

상기 이동전화 사업자는 상기 사용 상태 정보를 기초로 하여, 사용자의 이동전화 단말기에 경고 메시지를 전송하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 사용자의 단말기에 직접 경고메시지를 전송하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 특정 위치에 설치된 디스플레이 장치를 통해 상기 상태정보를 표시하는

유비쿼터스 센서 네트워크 시스템.
피감시물의 사용 상태 개수에 따라 상기 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID 칩;

RFID 리더로부터 RF 신호를 수신하는 하나의 RFID 안테나; 및

상기 RFID 칩 중에서 하나를 선택하여 상기 RFID 안테나에 연결하는 선택부를 포함하며,

상기 RFID 안테나는 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호를 상기 RFID 리더로 전송하는

RFID 센서.
피감시물의 사용 상태 개수에 따라 상기 피감시물에 복수개 설치된 RFID 칩;

RFID 리더로부터 RF 신호를 수신하며, 상기 RFID 칩에 대응하는 동수의 RFID 안테나; 및

상기 RFID 칩 중에서 적어도 하나를 선택하여 상기 RFID 안테나에 각각 연결하는 선택부를 포함하며,

상기 RFID 안테나는 상기 선택된 RFID 칩의 고유번호를 상기 RFID 리더로 각각 전송하는

RFID 센서.
피감시물의 사용 상태 개수에 따라 상기 피감시물에 적어도 하나 설치된 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩;

RFID 리더로부터 RF 신호를 수신하며, 상기 RFID 칩에 각각 연결된 RFID 안테나; 및

상기 RFID 안테나를 선택적으로 차폐하는 차폐막을 포함하며;

차폐되지 않은 RFID 안테나는 연결된 RFID 칩의 고유번호를 상기 RFID 리더로 각각 전송하는

RFID 센서.