KR20060112977A - 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선주파수를 이용하여 비접촉식으로 RFID 태그의 식별정보를 판독하거나 기록하는 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리더-태그 통신 시 미리 정해진 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 경보음을 발생할 수 있도록 한 무선주파수인식 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무선주파수인식 시스템은, 하나 이상의 리더와, 하나 이상의 태그로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서, 상기 리더로부터 태그로 전달되는 RF신호 중 미리 정해진 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 경보음을 발생하거나, 리더 식별 아이디를 저장하거나, 고출력 전력전송인 방해전파신호를 발생한 후 태그로 전송하여 태그의 정보 수정을 정지시키는 보안 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
RFID, 태그, 리더, USN, 유비쿼터스, 고주파방사, 무선전력전송

Description

보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법{RFID SYSTEM HAVING SECURITY APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
도1은 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도이다.
도2는 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 작용을 보여주는 구성도이다.
도3은 본 발명에 따른 무선주파수인식 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도이다.
도4는 도3에 도시된 RF신호의 일 실시예를 보여주는 구성도이다.
도5는 도3에 도시된 RFID 시스템의 구성을 상세하게 보여주는 블럭도이다.
도6은 본 발명에 따른 RFID 시스템의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.
도7은 본 발명에 따른 RFID 시스템의 다른 실시예를 보여주는 구성도,
도8은 도7에 도시된 RFID 시스템의 구성을 상세하게 보여주는 블럭도이다.
도9는 본 발명에 따른 RFID 시스템의 동작 과정을 보여주는 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 무선주파수인식 시스템 10, 110 : 리더
50, 150 : 태그 70, 170 : 보안장치
11, 111, 181 : 송신부 12, 112, 73, 173 : 수신부
13, 113 : 주파수 합성기 14, 114 : 프로세서
15, 115 : 안테나 51, 151 : 반도체 IC
53, 153 : RF회로 54, 154 : 제어로직
56, 156 : 안테나 71, 171 : 수신용 안테나
73, 173 : 수신부 75, 175 : 메모리
77, 177 : 제어부 179 : 송신용 안테나
본 발명은 무선주파수를 이용하여 비접촉식으로 RFID 태그의 식별정보를 판독하거나 기록하는 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 시스템및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리더-태그 통신 시 미리 정해진 보안에 대응되는 명령(Command)이 감지될 때 경보음을 발생하거나 리더의 식별 아이디를 저장하여 추적할 수 있도록 하거나, 고출력 전력전송 인 방해전파신호를 발생한 후 태그로 전송하여 태그의 정보 전송/저장을 정지시킬 수 있도록 한 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification)은 최소형 IC 칩에 고유한 식별정보를 입력하고 무선주파수(RF)를 이용하여 이 칩이 부착된 물체나 동물, 사람 등을 인식·추적·관리할 수 있는 기술을 말한다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보가 입력되고 물체나 동물 등에 부착되는 RFID 태그 (Tag 또는 Transponder)와, 이 태그가 가지고 있는 식별정보를 비접촉식으로 읽거나 또는 쓰기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)로 이루어진다. 그리고 상기 리더에는 컴퓨터 등 정보처리장치가 연결되어 태그로부터 수집된 데이터를 처리한다.
도1은 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 태그(5)는 자체적으로 전원을 갖지 않는 수동형 태그로서, 소형 반도체 IC 칩과 안테나로 이루어지고, 상기 IC 칩에는 RF회로, 로직 및 메모리가 내장되어 있다. 이러한 태그(5)는 다양한 크기와 형태를 갖는다. 그리고 리더(1)는 특정 주파수대역의 RF신호를 태그(5)로 전송하는 전송부와 태그(5)에서 보내주는 신호를 수신하는 수신부 및 이를 송수신하기 위한 안테나를 포함하여 구성된다.
그리고 도2는 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 작용을 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 리더(1)는 고주파 캐리어신호와 소정의 질문신호를 포함하는 소정 주파수대역의 RF신호를 전송한다. 상기 RF신호에 의해 형성되는 리더(1)의 전자기장 내에 태그(5)가 위치되면, 상기 태그(5)는 IC 칩을 동작시키는데 필요한 동작전원을 리더(1)의 고주파 캐리어신호로부터 공급 받는다. 즉, 리더(1)에서 전송되는 고주파 캐리어신호는 태그의 안테나에 교류를 발생시키고 발생된 교류는 정류된 후 IC 칩을 위한 전기에너지로 사용되는 것이다. 또한 상기 태그(5)는 수신된 RF신호를 변조하고 이를 근거로 태그(5)에 저장된 데이터를 반사 변조하여 응답신호로서 리더(1)로 전송한다. 이와 같이 종래의 RFID 시스템은 리더(1)와 태그(5) 사이에 정보전송은 물론 수동형 태그를 활성화 시키기 위한 전력전송이 함께 수행된다.
일반적으로 자체 전원을 갖지 않는 수동형 태그(Passive tag)는 인식거리가 1m이하로 짧기 때문에 저주파(125kHz, 12.56MHz)의 근거리용 RFID 시스템이 주로 사용되고 있다. 이들 근거리용 RFID 시스템은 리더의 다권선 코일에 의하여 전원 및 신호를 송신하고 태그는 리더의 코일에 흐르는 교류 전류의 자계에 의한 자계결합(magnetic coupling) 방식에 의하여 전원 에너지 생성 및 신호를 수신한다. 따라서 수동형 태그를 사용하는 종래의 저주파 RFID 시스템은 태그의 인식거리가 짧기 때문에 물류관리, 출입관리 및 교통카드 등 한정된 목적으로 사용되었다.
한편, 읽기/쓰기가 가능하고 센서가 결합되어 이력 관리 및 환경정보센싱이 가능하며 인식거리가 긴 능동형 태그(Active tag)는 전력 소모가 크기 때문에 자체적으로 배터리가 내장되어야 한다. 따라서 이러한 능동형 태그는 소형화가 어렵고 가격이 고가이며 전원 수명에 따라 사용 기간이 제한 받는 단점이 있다.
최근에는 UHF(860∼960MHz,2.4GHz) 대역에서 전자기파와 반사 변조(Backscattered Modulation) 방식을 이용한 수동형 RFID 기술의 표준화가 진행되고 있다. 이에 따라 수동형 태그(Passive tag)의 인식거리가 4m 정도 늘어날 것으로 전망된다. 또한 이론적으로 리더의 송신출력을 크게 하고 태그의 안테나를 크게 하면 태그와 리더간의 통신거리는 더욱 늘릴 수 있다. 그러나 리더의 송신출력이 증가하면 인접한 리더 사이 및 리더와 기존의 무선통신 서비스 사이에 주파수 혼선의 문제를 일으키게 된다. 특히, RFID 리더를 개인용 이동통신단말기에 내장할 경우 리더간의 간섭문제가 심화될 가능성이 크다. 또한 태그의 안테나를 크게 할 수록 소형화가 어렵게 되는 문제도 있다.
더욱이 앞으로는 RFID는 태그가, 리더의 요구에 따라 단순히 식별(ID)정보만을 전달하는 수동형에서 센싱 기능이 추가되어 주변의 환경정보(온도, 습도, 오염정보, 균열정보 등)까지 스스로 탐지(Sensor)하여 능동적으로 네트워크에 전달하는 유비쿼터스센서(u센서)로 발전할 것으로 전망된다. 또한 유비쿼터스 센서 네트워크(USN;Ubiquitous Sensor Network)는 길거리의 전신주나 보도, 빌딩의 벽이나 바닥 등 사물뿐만 아니라 동물이나 사람에게 초소형 태그를 부착하고(Ubiquitous), 곳곳에 설치된 무선리더나 사용자가 휴대하고 있는 이동형 무선리더를 이용하여 정보를 실시간으로 수집하고 수집된 정보를 네크워크(Network)로 전달하는 것이다.
따라서 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 구축하기 위해서는 선행적으로 저가격, 고기능, 초고형인 태그의 개발이 요구된다. 이러한 USN에 적합한 태그(u센서)는 어느 곳이나 설치할 수 있을 정도로 저가인 동시에 소형이며, 센싱기능이 결합되고 많은 양의 정보를 처리할 수 있어야 하므로 고기능화되어야 하고, 또한, 수집된 정보의 신뢰성을 향상시키기 위해 리더-태그 통신 시 보안이 유지되어야 한다.
리더-태그 간의 통신 프로토콜인 ISO 18000-6 타입 A 및 타입 B의 경우 수집된 정보에 대한 보안이 전혀 고려하지 않고 있으며, EPC GEN 2의 경우 리더가 쓰기 및 록킹 등 보안이 필요한 명령을 송수신하는 경우 랜덤 넘버를 요구하고 패스워드를 랜덤 넘버와 익스클루시브 오아링하여 전송하며, 이 패스워드와 미리 저장된 패스워드가 일치하는 경우 리더-태그 간의 통신이 이루어지고 리더의 명령이 수 행된다.
이 경우 제3 리더에 의해 초기의 랜덤 넘버 요구/응답과, 패스워드 입력 요구 정보부터 패스워드가 첨부된 모든 프레임을 전부 도청되면 패스워드를 쉽게 추출할 수 있게 되므로, 태그로부터 식별 아이디나 수집된 정보 등이 악의로 변형되어 리더로 전송되는 경우 수집된 정보에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술에 따른 RFID 시스템이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 리더-태그 간의 통신 시 리더에서 태그로 공급되는 RF신호에 포함된 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 경보음을 발생하거나 리더의 종류 위치 시간을 기록하여 추적할 수 있거나, 고출력 전력 전송인 방해 전파신호를 발생하여 태그에 저장된 정보의 수정을 방지하는 기능을 부여하여 태그의 아이디 또는 정보에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 무선주파수인식 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 리더-태그 간의 통신 시 미리 설정된 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 방해 전파 신호를 태그로 공급하여 데이터 전송 오류를 발생함으로써, 태그에 저장된 정보에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 무선주파수 인식 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선주파수인식 시스템은, RFID 리더와, 하나 이상의 태그(Tag)로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서, 태그에 저장된 정보가 악의로 수정되는 것을 방지하기 위해 상기 리더로부터 태그로 전달되는 RF신호에 포함된 명령을 감지하여 미리 정해진 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 경보음을 발생하는 보안 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보안에 대응되는 정보는 쓰기(라이트(Write) 명령, 록킹(Lock) 명령, 지움(erase) 명령, 및 킬(Kill) 명령 등을 들을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보안 장치는, 상기 리더의 RF신호를 수신하는 수신용 안테나와, 수신용 안테나를 통해 수신된 RF신호를 변조시키는 수신부와, 상기 수신부의 변조된 RF신호 중에 포함된 명령을 분석하여 저장하는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 리더에(삭제) 경보음을 발생하는 제어부를 포함한다.
상기 리더와 보안 장치간의 사용자/리더 인증 후 상기 RF신호에 보안에 대응되는 정보가 포함된 경우 태그가 리더의 RF신호에 대해 경보음을 발생하거자 방해하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 RFID 시스템은, RFID 리더와, 하나 이상의 태그(Tag)로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서,
상기 리더로부터 태그로 전달되는 RF신호에 포함된 명령을 감지하여 미리 정해진 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 방해전파신호를 발생시켜 태그로 전송하는 보안 장치를 더 포함하고, 상기 보안에 대응되는 정보는 라이트(Write) 정보, 록킹(Lock) 정보, 지움(erase) 정보, 및 킬(Kill) 정보 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 방해전파신호는 태그에서 통신 오류를 발생하도록 구비되고, 상기 통신 오류는 고출력 전력 전송으로 이루어진다.
한편, 상기 보안장치는, 상기 리더의 RF신호를 수신하는 안테나와, 수신용 안테나를 통해 수신된 RF신호를 변조시키는 수신부와, 상기 수신부의 변조된 RF신호 중에 포함된 명령을 분석하여 저장하는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 방해전파신호를 발생하는 제어부와, 상기 제어부의 방해전파신호를 안테나를 통해 태그로 전송하는 송신부를 포함합니다.
본 발명에 따른 RFID 시스템은, RFID 리더와, 하나 이상의 태그(Tag)로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서,
상기 리더로부터 태그로 전달되는 RF신호에 포함된 명령을 감지하여 미리 정해진 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 리더의 식별 아이디를 기록 및 저장하여 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트로 전송하는 보안 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리더의 식별 아이디는 리더의 종류, 위치, 및 시간인 것을 특징으로 한다.
RFID 리더와, 하나 이상의 태그 및 주파수방사장치로 구성된 무선주파수인식 시스템의 제어 방법에 있어서, a) 활성화된 태그의 인식거리 내에 있는 리더가 특 정 주파수대역의 RF신호를 이용하여 RF신호를 송신하는 단계; b) 상기 리더가 송신한 질문신호를 수신하고 내부에 저장된 명령을 수신하여 저장하는 단계; 및 c) 상기 저장된 명령 중 미리 설정된 보안에 대응되는 정보인 경우 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트(미도시됨)에게 경보를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리더가 보안 장치로 송출하는 질의 신호 및 응답 신호를 이용하여 사용자 인증 후 상기 a) 단계로 진행하여 상기 리더의 RF신호를 상기 보안 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, RFID 리더와, 하나 이상의 태그로 구성된 무선주파수인식 시스템의 제어 방법에 있어서, A) 활성화된 태그의 인식거리 내에 있는 리더가 특정 주파수대역의 RF신호를 이용하여 RF신호를 송신하는 단계; B) 상기 리더가 송신한 질문신호를 수신하고 내부에 저장된 명령 정보를 수신하여 저장하는 단계; 및 C) 상기 저장된 명령 정보 중 미리 설정된 보안에 대응되는 정보인 경우 방해전파신호를 발생하여 상기 태그로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 방해전파신호는 고출력 전력 전송 등의 방해전파인 것을 특징으로 하고, 상기 리더가 보안 장치로 송출하는 질의 신호 및 응답 신호를 이용하여 리더의 사용자 인증 후 상기 A) 단계로 진행하여 상기 리더의 RF신호를 태그로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
(실시예 1)
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 통신 보안을 위한 무선주파수인식 시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.
먼저, 도3은 본 발명에 따른 RFID 시스템의 일 실시예를 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 실시예의 RFID 시스템(100)은, RF신호를 송수신하는 리더(10)와, 상기 리더(10)가 송신하는 특정 주파수대역의 RF신호(f1)를 이용하여 반사 변조(Backscatterd Modulation) 방식으로 자신이 가지고 있는 식별(ID)정보를 포함하는 정보를 전송하는 태그(50)와, 상기 리더(10)의 RF 신호에 포함된 명령 중 보안에 대응되는 정보 수신 시 경보음을 발생하는 보안 장치(70)를 포함한다. 상기 리더(10)는 RF신호(f1)를 보안 장치(70)로 전송할 수 있도록 설치되어 있다.
따라서 상기 리더(10)와 태그(50)는 특정 주파수대역의 RF신호(f1)를 이용하여 무선통신이 이루어진다. 여기서 상기 RF신호(f1)는 질문신호와 응답신호와 같은 정보가 포함된 고주파를 의미한다. 이와 같이 본 실시 예에 따른 RFID 시스템(100)은, 종래의 RFID 시스템(1)과 비교하여 수신된 RF신호의 명령 중 보안에 대응되는 정보가 존재하는 경우 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트(미도시됨)에게 경보를 발생시키는 보안 장치(70)가 더 포함되어 있다는 점이다. 또한 상기 보안 장치(70)는 상기 리더(10)와 태그(50) 사이의 RF무선 통신이 행하여져 상기 리더(10)로부터 공급되는 RF신호(f1)에 포함된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트에게 경보가 발생한다.
그리고 상기 리더(10)는 특정 주파수대역의 RF 신호(f1)가 미치는 범위, 즉, 태그(50)와 무선통신이 가능한 일정 크기의 질문구역(In:Interrogation zone)을 갖 는다. 따라서 본 발명의 바람직한 예에 따라 휴대용 리더(10)가 태그(50)쪽으로 이동하여, 리더(10)의 질문구역(In)과 태그(50)의 응답구역(Re)이 중첩되는 경우, 리더(10)와 태그(50) 사이에 무선 통신이 이루어지게 된다. 이때 상기 리더(10)의 소정의 질문신호는 보안 장치(70)에 의해 감시된다.
이때 보안 장치(70)는 RF신호(f1)에 포함된 명령(Command)을 감지하여 저장하고, 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트(미도시됨)에게 경보를 발생한다. 도4는 상기한 실시 예의 RFID 시스템(100)의 RF신호(f1)를 보다 상세히 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이, ISO 18000-6 타입 B 프로토콜을 이용한 RFID 시스템(100)을 일 례로 설명한다.
상기 RF신호(f1)는 400 ㎲ 의 연속파(CW:Continuous Wave)로, 프리앰블 감지(preamble detect) 코드, 정해진 포멧으로 피켓(picket)의 시작을 알려주는 프리앰블(preamble) 코드, 응답신호의 데이터 비율(data rate)을 정해주는 디리미터(delimite) 코드, 명령의 종류를 나타내는 명령(command) 코드, 파라미터(parameter) 필드, 데이터(data) 필드, 및 데이터의 전송 오류를 검출하기 위한 CRC-16 필드를 포함한다.
여기서, 상기 커맨드 필드는 13 종의 mandatory 명령과 22개의 Option 명령, custom에 관련된 명령, proprietary 에 관련된 명령 등으로 정의된다. 본 발명에 따른 명령은 종래의 Mandatory, Option 명령 중에 보안에 대응되는 라이트(Write) 정보, 록킹(Lock) 정보, 지움(erase) 정보, 및 킬(Kill) 정보 중 하나 이상이 선택적으로 포함한다.
도 5는 상기한 실시 예의 RFID 시스템(100)의 구성을 보다 상세히 도시한 것으로서, 상기 리더(10)는 종래의 구성과 동일 또는 유사한 것으로서, RF신호를 변조하여 송신하는 송신부(11)와, 수신된 RF신호를 복조하여 수신하는 수신부(12)와, 소정의 반송파를 발진하는 주파수 합성기(13)와, 수신 또는 송신되는 신호를 처리하는 프로세서(14) 등을 포함하여 구성되어 있다. 그리고 상기 RF신호(f1)는 고주파 안테나(15)를 통해 수신 및 송신된다.
상기 태그(50) 또한 종래의 수동형 태그와 동일 또는 유사한 것으로서, RF회로(53), 제어로직(54) 및 메모리(55)를 갖는 반도체 IC 칩(51)과 고주파 안테나(56)로 구성된다. 이때 상기 안테나(56)는 다이폴 안테나로서, 정류기(56)가 조합된 렉타나(Rectenna)이다. 상기 안테나(56)은 1/2파장의 다이폴 안테나의 중앙에 정류 다이오드를 접속한 구조이다.
이어, 상기 보안장치(70)는 상기 리더(10)의 RF신호(f1)를 수신하기 위한 안테나(71)와, 안테나(71)를 통해 수신된 RF신호(f1)를 복조하여 수신하는 수신부(73)와, 수신된 RF신호(f1)의 정보를 저장하는 메모리(75)와, 상기 수신부(73)의 RF신호(f1)에 포함된 명령을 분석하여 저장하고 분석된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 상기 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트(미도시됨)에게 경보를 발생하는 제어부(77)로 구성되어 있다.
도 6은 도 5에 도시된 제어부(77)의 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도3 내지 도6을 참조하여 RFID 시스템의 동작 과정을 설명한다.
먼저, 상기 리더(10)는 특정 주파수대역의 전력전송신호를 발생시켜 안테나 (15)를 통해 연속적으로 방사한다. 그리고, 상기 리더(10)의 방사 지역 내에 위치한 태그(50)의 RF회로(53), 제어로직(54) 및 메모리(55)를 작동하는 전원 및 보안장치(70)의 수신부(73), 메모리(75), 및 제어부(77)를 작동하는 전원으로 사용된다. 이와 같이, 상기 리더(10)의 방사구역(Ra) 내에 위치된 태그(50)는 자체 전원이 공급되는 대기상태에 놓여 있게 된다. 한편 보안 장치(70)은 자체 전원을 가지고 있으며 대기 상태에 있게 된다 (단계 101).
이어 상기 리더(10)는 소정의 RF신호(f1)를 보내기 위해 PLL(Phase Locked Loop) 주파수 합성기(13)에서 여러 개의 캐리어 신호를 발생하여 FHSS이나 AFA-LBT 방식에 의해서 사용 주파수를 선택한다. 이어 송신부(11)의 변조기는 변조신호를 발생하고 변조된 신호는 증폭된 후 필터를 통과하여 안테나(15)를 통해 방사된다. 이어서, 상기 보안장치(71)의 수신부(73)는 도4에 도시된 바와 같이, 상기 보안장치(70)의 안테나(71)를 통해 리더(10)의 RF신호(f1)를 받아 복조하여 정보를 수신한 후(단계 103) 상기 제어부(77)의 제어에 의해 메모리(75)에 저장하고(단계 105), 상기 제어부(77)는 수신된 정보 중 보안에 대응되는 정보가 포함되었는 지를 체크하여(단계 107) 보안에 대응되는 정보가 포함된 경우 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트(미도시됨)에게 경보를 발생한다(단계 109). 즉, 수신된 정보 중 명령에 대응되는 정보인 쓰기 정보, 록킹 정보, 킬 정보, 및 지움 정보 등 미리 정의된 정보 중 하나가 수신되는 경우 상기 제어부(77)는 경보음을 발생한다.
상기 보안에 대응되는 정보가 포함되지 않는 경우 상기 태그(50)는 RF신호(f1)에 포함된 명령을 근거로 메모리(55)에 저장된 정보를 보내기 위해 리더(10)로 부터 수신한 RF신호(f1)를 반사 변조(Backscatter Modulator)하여 다시 전송한다. 그리고 상기 리더(10)는 상기 반사 변조된 RF신호(f1)를 복조하여 수집된 정보를 도시 되지 않는 네트워크를 통해서 컴퓨터나 호스트 서버로 제공한다. 본 발명의 실시 예 1에서 경보를 리더와 네트워크를 통해 컴퓨터나 호스트 서버로 공급하도록 설명하고 있으나, 이때 리더의 식별 아이디를 더 포함할 수 있고, 식별 아이디는 리더의 종류, 위치, 및 시간을 포함한다.
아울러, 제3의 리더에 의한 태그의 정보 삭제/변경이 불가능하므로, 수집된 정보에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
(실시예 2)
도7는 본 발명에 따른 RFID 시스템의 다른 실시 예를 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 실시예의 RFID 시스템(100)은, RF신호를 송수신하는 리더(110)와, 상기 리더(110)가 송신하는 특정 주파수대역의 RF신호(f1)를 이용하여 반사 변조(Backscatterd Modulation) 방식으로 자신이 가지고 있는 정보를 전송하는 태그(150)와, 상기 리더(110)의 RF신호(f1)에 포함된 명령 중 보안에 대응되는 정보 수신 시 고출력 전력 전송인 방해 전파 신호(f2)를 태그(150)로 전송하는 보안 장치(170)를 포함한다.
따라서 상기 리더(110)와 보안장치(170)는 특정 주파수대역의 RF신호(f1)를 이용하여 무선통신이 이루어진다. 여기서 상기 RF신호(f1)는 질문신호와 응답신호와 같은 정보가 포함된 고주파를 의미한다. 이와 같이 본 실시 예에 따른 RFID 시 스템(100)은, 종래의 RFID 시스템(1)과 비교하여 리더의 RF신호에 포함된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 수신되는 경우 방해전파신호를 발생하여 태그의 정보 수정을 방지할 수 있는 보안 장치(170)가 더 포함되어 있다는 점이다. 또한 상기 보안 장치(170)는 상기 리더(110)와 태그(150) 사이의 RF무선 통신이 행하여져 상기 리더(110)로부터 공급되는 RF신호(f1)에 포함된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 고출력 전력 전송인 방해전파신호(f2)를 태그(150)로 전송한다. 상기 태그(150)는 방해전파신호(f2)에 의해 명령 이후에 수신된 CRC 정보에 오류를 발생시켜 데이터 통신 오류를 발생한다.
본 발명에 따른 명령은 종래의 Mandatory, Option 명령 중 보안에 대응되는 라이트(Write) 정보, 록킹(Lock) 정보, 지움(erase) 정보, 및 킬(Kill) 정보 중에서 선택적으로 포함한다는 점이다.
그리고 상기 리더(110)는 특정 주파수대역의 RF 신호(f1)가 미치는 범위, 즉, 태그(150)와 무선 통신이 가능한 일정 크기의 질문구역(In:Interrogation zone)을 갖는다. 따라서 본 발명의 바람직한 예에 따라 휴대용 리더(110)가 태그(150) 및 보안장치(170)쪽으로 이동하여, 리더(110)의 질문구역(In)과 태그(150)의 응답구역(Re)이 중첩되는 경우, 리더(110)와 태그(150) 사이 및 리더(110)와 보안장치(170) 사이에 무선 통신이 이루어지게 된다. 이때 상기 리더(110)는 소정의 RF신호(f1)를 태그(150) 및 보안 장치(170)로 전송한다.
이때 보안장치(170)는 RF신호(f1)에 포함된 명령을 감지하여 저장하고, 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 강한 고출력 전력 전송인 방해전파신호(f2)를 태그 (150)로 전송하고, 방해전파신호(f2)를 수신한 태그(150)는 데이터 통신 오류가 발생하여 RF신호(f1)에 포함된 명령 이후에 수신되는 정보를 읽을 수 없게 된다.
도 7은 상기한 실시 예의 RFID 시스템(100)의 구성을 보다 상세히 도시한 것으로서, 상기 리더(110)는 종래의 구성과 동일 또는 유사한 것으로서, RF신호를 변조하여 송신하는 송신부(111)와, 수신된 RF신호를 복조하여 수신하는 수신부(112)와, 소정의 반송파를 발진하는 주파수 합성기(113)와, 수신 또는 송신되는 신호를 처리하는 프로세서(114) 등을 포함하여 구성되어 있다. 그리고 상기 RF신호(f1)는 고주파 안테나(115)를 통해 수신 및 송신된다.
그리고 상기 태그(150) 또한 종래의 태그와 동일 또는 유사한 것으로서, RF회로(153), 제어로직(154) 및 메모리(155)를 갖는 반도체 IC 칩(151)과 고주파 안테나(156)로 구성된다. 이때 상기 안테나(156)는 다이폴 안테나로서, 정류기(156)가 조합된 렉타나(Rectenna)이다. 상기 안테나(156)은 1/2파장의 다이폴 안테나의 중앙에 정류 다이오드를 접속한 구조이다.
이어, 상기 보안장치(170)는 상기 리더(110)의 RF신호(f1)를 수신하기 위한 안테나(171)와, 안테나(171)를 통해 수신된 RF신호(f1)를 복조하여 수신하는 수신부(173)와, 수신된 RF신호(f1)의 정보를 저장하는 메모리(175)와, 고출력 전력 전송인 방해전파신호를 발생하는 방해전파 발생부(176), 상기 수신부(173)의 RF신호(f1)에 포함된 명령을 분석하여 저장하고 분석된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 상기 방해전파신호(f2)를 발생하기 위한 제어부(177)와, 상기 방해전파신호(f2)를 변조하여 송신용 안테나(179)를 통해 태그(150)로 전송하기 위한 송신 부(181)로 구성되어 있다.
도9는 도 8에 도시된 제어부(177)의 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 도7 내지 도9을 참조하여 RFID 시스템의 동작 과정을 설명한다.
먼저, 상기 리더(110)는 특정 주파수대역의 저주파를 발생시켜 안테나(115)를 통해 연속적으로 방사한다. 그리고, 상기 리더(110)의 방사 지역 내에 위치한 태그(150)의 RF회로(153), 제어 로직(154) 및 메모리(155)를 작동하는 전원 및 보안장치(170)의 수신부(173), 메모리(175), 제어부(177), 및 송신부(181)를 작동하는 전원으로 사용한다. 보안 장치(170)는 자체 전원을 가지고 있다. 이와 같이, 상기 리더(110)의 방사구역(Ra) 내에 위치된 태그(150) 및 보안장치(170)는 전원이 공급되는 대기상태에 놓여 있게 된다(단계 301).
이어 상기 리더(110)는 소정의 RF신호(f1)를 보내기 위해 PLL(Phase Locked Loop) 주파수 합성기(113)에서 여러 개의 캐리어 신호를 발생하여 FHSS이나 AFA-LBT 방식에 의해서 사용 주파수를 선택한다. 이어 송신부(111)의 변조기는 변조신호를 발생하고 변조된 신호는 증폭된 후 필터를 통과하여 안테나(115)를 통해 방사된다. 이어서, 상기 보안장치(171)의 수신부(173)는 상기 보안장치(70)의 수신용 안테나(171)를 통해 리더(110)의 RF신호(f1)를 받아 복조하여 정보를 수신한 후(단계 303) 제어부(177)의 제어에 의해 메모리(175)에 저장하고(단계 305), 상기 제어부(177)는 수신된 정보 중 보안에 대응되는 정보가 포함되었는 지를 체크하여(단계 307) 보안에 대응되는 정보가 포함된 경우 고출력 전력 전송인 방해전파신호(f2)를 발생하여 태그(150)로 전송한다(단계 309).
상기 단계(309)를 통해 방해전파신호(f2)를 수신한 태그(150)는 수신된 RF신호(f1)에 포함된 명령 이후에 수신되는 데이터통신오류 검출 정보(CRC)에 오류가 생기고 데이터 통신 오류가 발생되어 결과적으로 명령을 무시하게 된다(단계 311).
상기 보안에 대응되는 정보가 포함되지 않는 경우 상기 태그(150)는 RF신호(f1)에 포함된 명령을 근거로 메모리(155)에 저장된 정보를 보내기 위해 리더(110)로부터 수신한 RF신호(f1)를 반사 변조(Backscatter Modulator)하여 다시 전송한다. 그리고 상기 리더(110)는 상기 반사 변조된 RF신호(f1)를 복조하여 수집된 정보를 도시 되지 않는 네트워크를 통해서 컴퓨터나 호스트 서버로 제공하여 소정의 유비쿼터스 센서 네트워크(USN;Ubiquitous Sensor Network)를 형성하게 된다. 상술된 과정은 반복 실행된다.
본 발명의 실시 예1 및 실시예 2에서는 리더로부터 공급되는 전력전송에 의해 태그가 활성화되도록 구비되어 있으나, 리더의 질문 구역을 더 넓히기 위해 통신을 위한 정보를 포함하지 않은 고주파 전력 전송인 고주파를 발생하고 그 고주파에 의해 태그 및 보안 장치가 활성화되도록 샤워 시스템(showering system)을 더 부가할 수도 있다. 이 경우 보안 장치는 샤워 시스템과 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시 예 1 및 실시 예 2에서는 리더로부터 공급되는 자체 전원에 의해 태그를 활성화한 후RF신호를 태그와 보안장치에 공급되도록 설명하고 있으나, 태그가 대기 상태로 유지되는 동안 혹은 그 이전에 인증을 거치는 것도 가능하다. 상기 리더와 상기 보안 장치 사이의 무선 통신을 통해 사용자 인증 절차 후 리더의 RF신호(f1)를 태그와 보안 장치로 공급하도록 구비될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템 및 그 제어 방법은, 리더-태그 간의 통신 시 리더에서 태그로 공급되는 RF신호에 포함된 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 경보음을 발생하거나 방해 전파 신호를 태그로 공급하여 데이터 전송 오류를 발생함으로써, 제3리더에 의해 태그의 정보가 도청되거나 악의로 태그의 정보가 변형되는 것을 방지하여 수집된 정보에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.
이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (21)

  1. 하나 이상의 RFID 리더와, 하나 이상의 태그(Tag)로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서,
    상기 리더로부터 태그로 전달되는 RF신호에 포함된 명령 중 미리 정해진 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 경보음을 발생하거나 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트에게 경보를 발생하는 보안 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보안에 대응되는 정보는 라이트(Write) 명령, 록킹(Lock) 명령, 지움(erase) 명령, 및 킬(Kill) 명령 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보안 장치는,
    상기 리더의 RF신호를 수신하는 수신용 안테나와, 수신용 안테나를 통해 수신된 RF신호를 변조시키는 수신부와, 상기 수신부의 변조된 RF신호 중에 포함된 명령을 분석하여 저장하는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 경보음을 발생하거나 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트에게 경보를 발생하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 리더와 분리되어 독립적으로 설치되고, 하나 이상의 태그를 커버할 수 있는 소정 크기의 전자기파 방사구역을 갖는 샤워시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보안 장치는 상기 샤워 시스템과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, 사용자/리더 인증 후 상기 리더의 RF신호가 태그에 보안에 대응되는 명령이 공급되는 경우 보안을 유지하기 위한 경보 조치가 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  7. RFID 리더와, 하나 이상의 태그(Tag)로 이루어진 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서,
    상기 리더로부터 태그로 전달되는 RF신호에 포함된 명령을 감지하여 미리 정해진 보안에 대응되는 정보가 수신될 때 방해전파신호를 발생시켜 태그로 전송하는 보안 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 보안에 대응되는 정보는 라이트(Write) 정보, 록킹(Lock) 정보, 지움(erase) 정보, 및 킬(Kill) 정보 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방해전파신호는 태그에서 통신 오류를 발생하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 보안 장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 방해전파신호는 태그의 통신 오류를 발생하기 위해,
    고출력 전력 전송인 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 보안장치는,
    상기 리더의 RF신호를 수신하는 수신용 안테나와, 수신용 안테나를 통해 수신된 RF신호를 변조시키는 수신부와, 상기 수신부의 변조된 RF신호에 포함된 명령을 분석하여 저장하는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 명령 중 보안에 대응되는 정보가 감지될 때 방해전파신호를 발생하는 제어부와, 상기 제어부의 방해전파신호를 송신용 안테나를 통해 태그로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  12. 제7항 내지 제10항 중 한 항에 있어서, 사용자/리더 인증 후 상기 RF신호의 보안에 대응되는 정보가 감지되는 경우 상기 RF신호에 대한 보안을 유지하기 위한 방해 전파 방사 조치가 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템.
  13. 하나 이상의 RFID 리더와, 하나 이상의 태그 및 주파수방사장치로 구성된 무선주파수인식 시스템의 제어 방법에 있어서,
    a) 활성화된 태그의 인식거리 내에 있는 리더가 특정 주파수대역의 RF신호를 이용하여 RF신호를 송신하는 단계;
    b) 상기 리더가 송신한 질문신호를 수신하고 내부에 저장된 명령을 수신하여 저장하는 단계; 및
    c) 상기 저장된 명령 중 미리 설정된 보안에 대응되는 정보인 경우 네트워크를 통해 컴퓨터 또는 호스트에게 경보를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보안에 대응되는 정보는 라이트(Write) 정보, 록킹(Lock) 정보, 지움(erase) 정보, 및 킬(Kill) 정보 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 리더가 보안 장치로 송출하는 질의 신호 및 응답 신호를 이용하여 사용자 인증 후 상기 a) 단계로 진행하여 상기 리더의 RF신호에 대 한 보안 조치를 취하지 않는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서, c) 단계는 네트워크를 통해 리더의 식별 아이디를 컴퓨터 또는 호스트에게 관리자 페이저(pager) 또는 무선전화의 문자메시지를 이용하여 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  17. 제17항에 있어서, 상기 리더의 식별 아이디는 리더의 종류, 위치, 및 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  18. 하나 이상의 RFID 리더와, 하나 이상의 태그로 구성된 무선주파수인식 시스템의 제어 방법에 있어서,
    A) 활성화된 태그의 인식거리 내에 있는 리더가 특정 주파수대역의 RF신호를 이용하여 RF신호를 송신하는 단계;
    B) 상기 리더가 송신한 질문신호를 수신하고 내부에 저장된 명령을 수신하여 저장하는 단계; 및
    C) 상기 저장된 명령 중 미리 설정된 보안에 대응되는 정보인 경우 방해전파신호를 발생하여 상기 태그로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 보안에 대응되는 정보는 쓰기(Write) 정보, 록킹(Lock) 정보, 지움(erase) 정보, 및 킬(Kill) 정보 중 하나 이상 인 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 방해전파신호는 태그에서 데이터 통신 오류를 발생하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 보안 장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 방해전파신호는 태그의 통신 오류를 발생하기 위해,
    고출력 전력 전송인 것을 특징으로 하는 보안장치를 가지는 무선주파수인식 시스템의 제어 방법.
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