KR20060119661A - 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치 - Google Patents

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Abstract

태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치가 개시된다. 전자파 무반향 챔버는 내벽에 전자파 흡수체가 구비된 단위 셀이 적어도 하나 이상 일렬로 연결되어 구성되고, 전자파 발생부는 전자파 무반향 챔버의 일측 끝의 셀에 위치하고 안테나를 통해 전자파를 방출한다. 그리고 전자파 측정부는 전자파 무반향 챔버내에서 이동하는 전계 프로브를 통해 전자파 발생부로부터 방출된 전자파의 전계 강도를 측정한다. 이로써, 태그와 리더 사이의 거리 및 각도에 따른 정확한 전계 강도를 측정할 수 있다.
전자파 흡수체, 무반향 챔버, 전계 강도, 안테나, 전계 프로브

Description

태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치{Appratus for measurement of read range between RFID tag and reader}
도 1은 본 발명에 따른 전자파 무반향 챔버의 단위 셀을 도시한 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치의 구조를 도시한 도면, 그리고,
도 3은 본 발명에 따른 태그와 리더 사이의 인식거리 측정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명은 태그와 리더 사이의 인식 거리 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동성 및 확장성이 용이한 전자파 무반향 챔버를 이용하여 태그와 리더 사이의 거리별 정확한 전계 강도를 측정하는 장치에 관한 것이다.
종래의 태그와 리더의 인식 거리 측정 방법으로는, 태그와 리더 안테나의 거리를 수동으로 측정한 후 인식 여부를 판단하여 대략적인 거리를 추출하는 방법 및 전자파 무반향 챔버를 이용하여 측정하는 방법이 있다.
전자의 방법은 정확한 인식거리를 측정하는 것이 불가능하고, 후자의 방법은 안테나 챔버 내 어느 위치에서 측정하는가에 따라 전자파 흡수체의 흡수율이 틀려져 정확한 거리 측정이 어렵다는 단점이 있으며 한 번 설치를 한 후 이동하는 것이 불가능하고 또한 안테나 챔버를 확장하는 것이 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이동성 및 확장성이 용이한 전자파 무반향 챔버를 제공하고, 태그와 리더 사이의 거리 및 각도 별로 정확한 전계 강도를 측정함으로써 위치에 따른 태그의 인식 여부를 정확히 판단하고 안테나의 패턴을 분석하는 태그 및 리더 사이의 인식 거리 측정장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 태그와 리더 사이의 인식 거리 측정 장치의 일 실시예는, 내벽에 전자파 흡수체가 구비된 단위 셀이 적어도 하나 이상 일렬로 연결된 전자파 무반향 챔버; 상기 전자파 무반향 챔버의 일측 끝의 셀에 위치하고 안테나를 통해 전자파를 방출하는 전자파 발생부; 및 상기 전자파 무반향 챔버내에서 이동하는 전계 프로브를 통해 상기 전자파 발생부로부터 방출된 전자파의 전계 강도를 측정하는 전자파 측정부;를 포함한다.
이로써, 태그와 리더 사이의 거리 및 각도에 따른 정확한 전계 강도를 측정할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치에 관해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자파 무반향 챔버의 단위 셀을 도시한 도면이다.
태그와 리더 사이의 인식거리를 정확히 측정하기 위해서는 전자파가 반향되지 않는 무반향 챔버가 필수적이다. 본 발명은 고정된 크기의 전자파 무반향 챔버를 제공하는 것이 아니라, 이동성 및 확장성을 용이하게 하기 위하여 여러 개의 단위 셀을 조합하여 구성되는 전자파 무반향 챔버를 제공한다.
구체적으로, 도 1의 단위 셀(100)은 전자파 흡수체(110) 및 셀 연결 프레임(120) 및 태그 지지대 이동 통로(130)로 구성된다. 단위 셀의 내벽에는 전자파를 흡수하기 위하여 탄소 계열의 전자파 흡수체(110)가 위치한다. 셀 연결 프레임(120)은 셀과 셀을 연결할 수 있는 연결 부재로써, 사용자는 셀 연결 프레임을 통해 원하는 크기만큼 단위 셀을 일렬로 연결할 수 있다. 태그 지지대 이동 통로(130)는 전계 강도를 측정하는 전계 프로브가 장착된 지지대(도 2a 및 도 2b 참조)가 셀들 사이를 이동할 수 있는 경로이다.
태그와 리더 사이의 인식 거리 측정에 대한 신뢰성 있는 값을 얻기 위해서는, 전자파 무반향 챔버의 전자파 차폐효과는 원하는 모든 주파수 대역에서 -100dB 보다 작고, 전자파 무반향 챔버 내의 모든 위치에서의 전자파 흡수율은 -25dB 이하로 설계되는 것이 바람직하다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치는 여러 개의 셀들로 연결된 전자파 무반향 챔버, 전자파를 방출하는 전자파 발생부 및 방출된 전자파의 전계 강도를 측정하는 전자파 측정부로 구성된다.
구체적으로, 전자파 무반향 챔버는 도 1에 도시된 단위 셀이 여러 개 연결되어 생성된다. 특히 전자파 무반향 챔버의 양쪽 끝 셀은 전자파 발생부 및 전자파 측정부가 구비되는 셀이다.
전자파 발생부는 전자파 무반향 챔버의 한쪽 끝 셀에 위치하고, 외부 커넥터(210), 안테나 지지대(220), 리더 안테나(230) 및 스테핑 모터(240)로 구성된다. 외부 커넥터(210)는 외부 RF 리더기와 전자파 발생부의 리더 안테나(230)를 연결한다. 따라서 외부 RF 러더기에서 발생한 전자파는 외부 커넥터(210)를 통해 전자파 무반향 챔버 내의 리더 안테나(230)에 전달되고, 리더 안테나(230)는 전달받은 전자파를 전자파 무반향 챔버 내로 방출한다.
안테나 지지대(220)는 전자파 무반향 챔버의 끝 셀에 막대 모양으로 형성되고, 막대의 끝에는 팔이 형성되어 있으며 그 팔에 리더 안테나(230)를 고정한다. 그리고, 안테나 지지대(220)의 밑에는 스테핑 모터(240)가 장착되어 있어 안테나 지지대(230)의 높이 변화, 즉 상하 이동을 제어하고 팔의 회전 운동을 제어한다. 따라서, 스테핑 모터(240)의 제어에 따라 안테나 지지대(220)에 고정된 리더 안테나(230)는 일정 범위 내에서 상하 이동 또는 회전을 할 수 있다.
전자파 측정부는 전자파 발생부가 위치한 셀과 반대편 끝 셀에 위치하고, 제1 스테핑 모터(250), 제2 스테핑 모터(260), 태그 지지대(270) 및 전계 프로브(280)로 구성된다.
전계 프로브(280)는 전자파 발생부의 리더 안테나(230)를 통해 방출된 전자파의 전계 강도를 측정한다. 태그 지지대(270)는 막대 모양으로 형성되고 일정 길 이의 팔이 형성되어 있으며, 그 팔에 전계 프로브(280)가 고정된다. 그리고, 태그 지지대(270)의 밑에는 제2 스테핑 모터(260)가 장착되어 태그 지지대(270)의 상하 이동 및 태그 지지대 팔의 회전 운동을 제어한다.
제1 스테핑 모터(250)는 전자파 무반향 챔버의 양 끝 셀 사이에서 태그 지지대가 이동할 수 있도록 제어한다. 즉 제1 스테핑 모터(250)는 전계 프로브(280)가 고정된 태그 지지대(270)를 한 쪽 끝 셀에서부터 다른 쪽 끝 셀(또는 전자파 발생부)까지 셀(100) 내의 태그 지지대 이동 통로(도 1의 130)를 통해 앞 뒤로 이동할 수 있도록 제어한다. 따라서, 제1 스테핑 모터 및 제2 스테핑 모터를 통해 태그 지지대(270)에 고정된 전계 프로브(280)는 전자파 무반향 챔버 내에서 상하, 좌우 이동 및 회전 등이 가능한다.
도 3은 본 발명에 따른 태그와 리더 사이의 인식거리 측정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 인식거리 측정장치(200) 내의 각종 스테핑 모터들의 제어 및 전계 강도 등을 파악하는 제어부 등(300,310,320)을 포함한다. 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예를 살펴본다.
먼저 전자파 무반향 챔버의 한 쪽 끝 셀에 위치한 외부 커넥터(210)를 통해 외부 RFID 리더와 연결한다. 그리고 리더 안테나(230)의 정 중심과 일치하도록 전계 프로브(280)를 위치시킨다. 이 때 리더 안테나(230)와 전계 프로브(280) 사이의 거리는 약 5Cm 정도 간격을 유지하는 것이 바람직하다.
전자파 발생부의 스테핑 모터(240) 및 전자파 측정부의 스테핑 모터들 (250,260)은 각각 위치 제어부(300)에 연결된다. 위치 제어부(300)는 중앙 제어부(310)와 연결되며 사용자가 중앙 제어부(310)를 통해 스테핑 모터들의 위치 정보를 입력하면, 입력된 위치 정보에 따라 전자파 발생부 및 전자파 측정부의 스테핑 모터들(240,250,260)을 제어한다. 그리고, 중앙 제어부(310)는 위치 제어부(300)에 의해 제어된 위치에 따른 전자파의 전계 강도를 전계 프로브(280)를 통해 측정한다. 스테핑 모터들(240,250,260)의 제어는 모두 위치 제어부(300)를 통해 제어되거나, 전자파 발생부의 제1 스테핑 모터(250)는 위치 제어부(300)에 의해 제어되고 나머지 스테핑 모터들(240,260)은 중앙 제어부(310)에 의해 직접 제어되도록 구성할 수 있다.
중앙 제어부(310)는 전계 프로브(280)의 위치에 따른 전계 강도 데이터를 수집한다. 중앙 제어부9310)에 의한 위치에 따른 전계 강도의 수집이 완료되면, 사용자는 전계 프로브(280) 및 태그 지지대(270)를 제거한 후, 태그 또는 태그가 부착된 물건을 전자파 무반향 챔버 내에 위치시킨다. 그리고 전계 프로브를 통해 전계 강도를 측정하였던 방법으로 태그와 리더 안테나 간의 인식 여부를 측정한다.
패턴 분석부(320)는 전자파 무반향 챔버의 활용성을 증대시키기 위해 태그 및 리더의 방사 패턴을 측정한다. 구체적으로, 태그 및 리더를 태그 지지대(270)에 위치시키고, 안테나 지지대(220)에 주파수에 알맞은 표준 안테나를 위치시킨 후 일반적인 근역장 안테나 측정시스템과 동일하게 구성한 후, 태그 및 리더의 방사 패턴을 측정한다.
이로써, 각도 높이에 따른 태그와 리더 안테나간의 인식 여부를 알 수 있고 임의의 지점에서 태그가 인식이 되지 않을 경우에 대한 리더와의 거리, 각도, 높이, 그리고 전계 강도에 관한 데이터 분석이 가능한다. 추후 이러한 분석 데이터는 태그와 리더간의 성능을 나타내는데 기준 자료로 활용이 가능하다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 자동제어에 의해 위치에 따른 정확한 정계 강도를 측정함과 동시에 측정 데이터의 분석용 그래프를 제공함으로써 측정 시간 단축 및 신뢰성을 향상시킨다. 그리고 태그와 리더간의 거리, 각도 그리고 높이 등 임의의 위치에서의 태그 인식 여부를 보다 정확히 판단하고, 그 위치에서의 정확한 전계 강도를 측정함으로써 RFID 시스템 개발시 태그와 리더의 신뢰성 있는 성능을 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자파 무반향 챔버는 태그와 리더의 정확한 인식거리 측정 외에 태그 및 리더 안테나의 방사 패턴을 측정함으로써 기존의 대형 안테나 챔버의 역할을 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 내벽에 전자파 흡수체가 구비된 단위 셀이 적어도 하나 이상 일렬로 연결된 전자파 무반향 챔버;
    상기 전자파 무반향 챔버의 일측 끝의 셀에 위치하고 안테나를 통해 전자파를 방출하는 전자파 발생부; 및
    상기 전자파 무반향 챔버내에서 이동하는 전계 프로브를 통해 상기 전자파 발생부로부터 방출된 전자파의 전계 강도를 측정하는 전자파 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단위 셀은 탄소 계열의 전자파 흡수체를 내벽에 구비한 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전자파 발생부는 상기 안테나를 상하 이동 및 일정한 반경으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  4. 제 1항에 있어서, 전자파 발생부는,
    전자파를 방출하는 안테나;
    상기 안테나와 외부 RFID 리더기를 연결하는 외부 커넥터; 및
    소정 길이의 막대에 위치한 팔 끝에 상기 안테나를 고정하며, 상기 막대의 상하 운동 및 상기 팔의 회전 운동을 수행하는 안테나 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전자파 측정부는,
    상기 전계 프로브를 상기 무반향 챔버 내에서 셀들 사이를 직선 이동하거나, 상하 이동 및 일정한 반경으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전자파 측정부는,
    상기 전자파 발생부로부터 방출된 전자파의 전계 강도를 측정하는 전계 프로브;
    상기 전계 프로브를 소정 길이의 막대에 위치한 팔 끝에 고정하고, 상기 막대의 상하 운동 및 상기 팔의 회전 운동을 수행하는 태그 지지대; 및
    상기 태그 지지대를 상기 전자파 무반향 챔버의 양 끝 셀 사이에서 이동시키는 스테핑 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전자파 발생부의 안테나의 상하 이동 및 회전을 제어하고, 상기 전자파 측정부의 전계 프로브의 이동을 제어하는 위치 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 안테나와 상기 전계 프로브 사이의 상대적 위치에 따른 전계 강도를 파악하는 중앙 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 전자파 측정부에 태그 및 리더를 위치시키고, 상기 전자파 발생부에 상기 태그 및 리더에 적합한 표준 안테나를 위치시킨 후 근역장 안테나 측정 방법을 통해 상기 태그 및 리더의 방사 패턴을 측정하는 패턴 분석부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태그와 리더 사이의 인식거리 측정장치.
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