KR20070110727A - 생물체 내부 검진용 캡슐형 알에프아이디 센서 태그 - Google Patents

생물체 내부 검진용 캡슐형 알에프아이디 센서 태그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그에 관한 것이다.
본 발명은 생물체 내부 검진용 RFID 센서 태그에 있어서, 캡슐 내에 위치하는 생물체 내부 검진용 RFID 센서 태그에 있어서, 상기 캡슐의 중앙 입구 부분에 위치하는 한 쌍의 금속 도체, 상기 금속 도체에 각각 연결된 RFID 태그 칩과 안테나 및 임계 압력에 의해 스위칭 되는 금속 플러그를 포함하는 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그로 구성됨에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그는 생물체 내부에 불편함이 없이 복용하여 내부 소화기관 등의 열 또는 압력 뒤틀림 등을 감지할 수 있는 고신뢰도의 RF 전송 모듈에 대한 구조 및 제조방법을 제공함으로써, 성능 및 신뢰도를 증가시키는 효과가 있다.
또한, 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그는 진단 및 치료에 매우 긴요하게 사용되어 궁극적으로 환자 치료의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.
RFID 태그, 안테나, 압력, 온도, 센서, 생물체 내부검진

Description

생물체 내부 검진용 캡슐형 알에프아이디 센서 태그{Capsule RFID sensor tag for living body exploration}
도 1은 RFID 태그 정류회로를 나타내는 단면도,
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일실시예를 나타내는 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 캡슐 201 : 금속 도체
202 : RFID 태그 칩 203 : 금속 플러그
204 : 안테나 205 : 공기
206 : 탄성 물질 207 : 탄성체
본 발명은 생물체 내부 검진용 RFID 센서 태그에 관한 것으로, 보다 자세하게는 생물체내부 여러 곳에 RFID 센서 태그를 투입하여 열이나 압력 등을 감지함으 로써 다양하고 적절한 치료를 수행할 수 있으며 조기에 위험한 상황을 감지 대응할 수 있는 생물체 내부 검진용 RFID 센서 태그에 관한 것이다.
RFID 기술은 운송업, 제조업, 폐기물관리, 우편 추적, 항공 화물 조정 및 고속도로 통행료 관리를 포함하는 실질적으로 모든 산업에 널리 이용되고 있다. 전형적인 RFID 시스템은 RFID 태그, RFID 판독기 및 컴퓨팅 디바이스를 포함한다.
일반적으로 태그로부터 수신된 정보는 특정 어플리케이션에 대해서는 명확하지만 태그가 고정되는 아이템에 대한 식별부호를 종종 제공하며, 이것은 차량, 동물, 개인 또는 실질적으로 임의의 다른 실체적인 물품 등의 제조된 아이템일 수 있다.
RFID 태그는 정보축적과 발신기능을 가지는 매우 작은 칩으로 해당 상품의 세부정보(ID)를 담고 있으며, 고주파(RF)신호를 받으면 내장된 정보를 전송하는 방식이다.
종래의 RFID 태그는 전원으로서 배터리 사용 여부에 따라 배터리가 요구되는 능동형(Active 방식) 태그와 배터리가 요구되지 않는 수동형(Passive 방식)으로 구분된다.
일반적으로 RFID 센서의 동작을 위해서는 신호발생 및 처리를 위한 전원이 필요하나, 상당히 많은 응용분야에서는 이러한 전원공급이 어렵거나 번거로울 때가 많으며, 이렇게 능동형 RFID 태그를 사용하여 센싱을 하는 경우는 이미 개발되어 활용되고 있다.
상기와 같은 이유로 종래의 능동형 RFID 센서 태그는 배터리의 전원을 이용 하여 외부의 물리적인 변화인 압력 및 온도 변화에 의해서 단순히 스위치를 연결시켜 데이터를 송신하거나 전기적인 스위칭을 위하여 사용되고 있다.
또한, 능동형 RFID 센서를 사용하는 경우 전원 공급을 위하여 배터리가 필요하다.
또한, 능동형 RFID 센서는 생물체 및 동물 등의 쉽게 접근할 수 없는 내부기관에 신뢰성 있는 감지 결과를 제공하기 위한 RFID 센서 태그로서 활용하는데 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생물체 내부에 불편함 없이 복용하여 내부 소화기관 등의 열이나 압력 뒤틀림 등을 감지할 수 있는 고신뢰도의 열, 압력 센싱 및 센서 자료의 RF 전송 모듈에 대한 구조 및 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 캡슐 내에 위치하는 생물체 내부 검진용 RFID 센서 태그에 있어서, 상기 캡슐의 중앙 입구 부분에 위치하는 한 쌍의 금속 도체, 상기 금속 도체에 각각 연결된 RFID 태그 칩과 안테나 및 임계 압력에 의해 스위칭 되는 금속 플러그를 포함하는 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 캡슐은 인체에 무해하고 유연성을 갖는 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그를 포함한다.
바람직하게는, 캡슐 내에 위치하는 RFID 센서 태그와 외부의 RFID 리더가 통신함에 있어서, RFID 센서 태그에 압력 또는 온도의 임계점을 설정하는 단계, 설정된 상기 임계점을 초과하면 금속 플러그를 연결하여 RF 태그칩과 안테나를 접속시키는 단계 및 상기 RFID 리더 및 상기 RFID 센서 태그가 서로 통신하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 RFID 리더 및 RFID 센서 태그가 서로 통신하는 단계는 상기 캡슐에 가해진 압력이 증가하면 상기 캡슐의 형체에 변형이 일어나는 단계, 금속 플러그가 상기 캡슐 중앙을 따라 입구 쪽으로 이동하는 단계 및 설정된 압력 또는 온도 임계점에 이르면 상기 금속 플러그를 연결하여 전류가 흐르도록 하는 단계를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
수동형(Passive) 태그 시스템은 RFID의 리더 및 라이터는 RF 캐리어 신호를 RFID 태그에 송신하고 태그는 RF 신호가 들어오면 진폭 또는 위상 변조를 통해 RFID 태그에 저장된 데이터를 캐리어 주파수 신호로 리더에 되돌려 송신한다. RFID 태그에서 리더로 송신된 변조신호는 리더에서 복호화되어 태그 정보가 해독된다.
수동형 태그는 배터리가 없는 구조이므로 태그 칩이 동작하기 위해서는 리더로부타 송출되는 전파에 의해 칩이 동작하기 위한 직류전원을 생성해야 한다.
도 1은 RFID 태그 정류회로를 나타내는 단면도이다. RFID 태그는 외부의 RFID 리더기로부터 RF 신호(100)을 안테나(104)를 이용하여 수신하고, 다이오드(101), 캐패시터(103) 및 리액턴스(102)로 구성된 정류회로를 통해 직류전원을 생성한다.
RFID 센서 태그는 평상시 태그 상단 밀페된 공간의 공기압에 의해 센서 스위치가 연결되어 있으며, 생물체 외부의 RF 리더기에 의해 충전용 RF 신호를 전달받아 RF 센서 태그의 안테나에 구성된 정류회로부터 직류전원을 얻는다.
RFID 센서 태그는 안테나에 구성된 정류회로부터 얻은 직류전원을 캐패시터에 충전하며, 일정시간 충전이 이루어진 후 고유의 식별번호를 안테나를 통해 RF로 발생하여 리더기에 전달한다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일실시예를 나타내는 구성도이다.
먼저, 도 2a를 살펴보면, 본 발명의 생물체 내부 검진용 캡슐(200)은 내부에 RF 신호 태그 및 전송을 담당하는 RFID 태그 칩(202), RF 신호를 전송하는 안테나(204) 및 공기압을 감지하며 RFID 태그 칩(202)과 안테나 사이(204)에 탄성체(207)가 설치되어 있다.
한 쌍의 금속 도체(201)는 캡슐(200)의 중앙 입구 부분에 위치하며, 금속 도체(201)는 각각 RFID 태그 칩(202)과 안테나(204)에 연결된다. 탄성체(207)는 캡슐(200)의 상부로부터 공기(205)가 주입되어 있고, 탄성 물질 즉 실리콘 또는 고무중 어느 하나로 이루어져 있다.
캡슐(200)은 액체용기로서 실리콘 및 고무 등 유연성 혹은 탄성을 가진 물질로 제작된다. 캡슐(200) 내부에 사용되는 공기 압력 또는 열을 감지하는 탄성체(207)가 어느 임계점을 넘으면 스위치에 연결되는 구조이다. 탄성체(207)에 가해진 압력 및 온도 값이 미리 설정된 임계점을 초과하면 스위치가 연결되어 RF 태그칩(202)과 안테나(204)를 접속시키게 된다.
다음, 도 2b를 살펴보면, 캡슐(200)에 가해진 압력이 증가하면 캡슐(200)의 변형이 일어나고 금속 플러그(203)는 캡슐(200) 중앙을 따라 입구 쪽으로 이동되며, 어느 압력 및 온도 임계점에 이르면 금속 플러그(203)가 금속 도체(201)와 접촉하여 전류를 흐르도록 할 수 있다.
또한 압력이 저하되면 캡슐(200)의 복원력에 의해 금속 플러그(203)가 후퇴하고 전류 패스가 끊어지게 된다. 이러한 현상은 임계 압력에 의한 스위치가 실현되는 것이며, 금속 플러그(203)가 스위치 역할을 실행한다.
캡슐(200)은 상단부에 미리 주입한 공기의 압력이 캡슐(200)에 가해지는 압력을 견제하고 있기 때문에 탄성체(207) 상단부에 주입한 공기의 압력을 적절히 조정함으로써 하반부에 가해지는 임계 압력을 조정할 수 있다.
또한, 캡슐(200)의 임계 압력을 조정하는 방법은 캡슐(200)에 사용되는 실리콘이나 고무 등의 탄성 물질(206)의 경도 등을 조정하는 방법이다.
RF 태그 칩(202)과 안테나(204)가 접속되면 RFID 리더기와 구형으로 제작되고 구형 외피에 부착된 RF 센서 태그 사이에 서로 통신이 이루어진다.
캡슐(200)이 생물체에 투입되기 전에 정상상태에서 적정압력이 되면 RF 태그로부터의 식별번호가 리더기에 의해 감지되어 기억장치에 저장된다. 리더기는 초기에 학습모드로서 주변 RF 태그들의 식별번호를 읽어들여 내부의 기억장치에 저장하여 놓는다.
캡슐(200)이 생물체에 투입되면 리더기는 수시로 혹은 계속하여 RFID 태그를 와 통신하며 캡슐(200)에 가해지는 압력 또는 온도가 규정치 이하로 떨어지는 순간 RFID 태그의 센서기능에 의해 안테나(204)가 단절되고 리더기는 해당 RFID 태그의 식별번호를 감지하지 못하게 된다.
RFID 리더기는 평상시 계속해서 입력된 ID 번호와 내부 저장 식별번호와 비교한 후 식별번호를 탐지하지 못하면 압력 저하로 규정하고 복용자에게 경고음을 울린다.
RFID 태그 센서는 장착된 센서들의 고유번호가 주어지고 초기에 RFID 리더기가 학습모드에서 센서 압력 또는 온도 임계치와 식별번호 사이에 상관관계를 설정하여 기억하고 있기 때문에 동시에 다수를 복용할 수 있으며 각 RFID 태그들은 각각 다른 압력 또는 온도 임계점을 갖도록 센서들을 설계함으로써 다양한 압력 레벨에서 압력 또는 온도가 측정가능하다.
이에 본 발명은 캡슐(200) 복용자에게 여러 등급의 경고를 제공할 수 있어 진단정확도를 향상시킬 수 있으며, 센서들은 여러 개의 캡슐(200)에 장착되어 복용 되며, 캡슐(200) 개수에 관계없이 모든 RFID 태그로부터 압력 또는 온도데이터를 리더기가 수집할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그는 생물체 내부에 불편함이 없이 복용하여 내부 소화기관 등의 열 또는 압력 뒤틀림 등을 감지할 수 있는 고신뢰도의 RF 전송 모듈에 대한 구조 및 제조방법을 제공함으로써, 성능 및 신뢰도를 증가시키는 효과가 있다.
또한, 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그는 진단 및 치료에 매우 긴요하게 사용되어 궁극적으로 환자 치료의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 캡슐 내에 위치하는 생물체 내부 검진용 RFID 센서 태그에 있어서,
    상기 캡슐의 중앙 입구 부분에 위치하는 한 쌍의 금속 도체;
    상기 금속 도체에 각각 연결된 RFID 태그 칩과 안테나; 및
    임계 압력에 의해 스위칭 되는 금속 플러그
    를 포함하는 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡슐은 인체에 무해하고 유연성을 갖는 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그.
  3. 캡슐 내에 위치하는 RFID 센서 태그와 외부의 RFID 리더가 통신함에 있어서,
    RFID 센서 태그에 압력 또는 온도의 임계점을 설정하는 단계;
    설정된 상기 임계점을 초과하면 금속 플러그를 연결하여 RF 태그칩과 안테나를 접속시키는 단계; 및
    상기 RFID 리더 및 상기 RFID 센서 태그가 서로 통신하는 단계
    를 포함하는 생물체 내부검진용 캡슐형 RFID 센서 태그 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 RFID 리더 및 RFID 센서 태그가 서로 통신하는 단계는
    상기 캡슐에 가해진 압력이 증가하면 상기 캡슐의 형체에 변형이 일어나는 단계;
    금속 플러그가 상기 캡슐 중앙을 따라 입구 쪽으로 이동하는 단계; 및
    설정된 압력 또는 온도 임계점에 이르면 상기 금속 플러그를 연결하여 전류가 흐르도록 하는 단계
    를 포함하는 생물체 내부 검진용 캡슐형 RFID 센서 태그 통신방법.
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