KR20070121406A - 컨테이너 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컨테이너 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 물류 이동시 컨테이너 내의 물품이 도난되거나 컨테이너 내로 밀수품이 유입되는 것을 파악할 수 있도록 한 컨테이너 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
또한, 컨테이너에 장착되고, 컨테이너 문의 개폐 여부를 감지하는 문 개폐 감지부, 물품의 무게를 포함하는 각종 정보가 수록된 RFID 태그가 부착된 채로 상기 컨테이너로 탑재된 물품의 무게를 감지하는 무게 감지 수단, 상기 RFID 태그와 RFID 신호를 송/수신하는 리더 모듈, 소정 주파수를 갖는 RF 신호를 송/수신하는 이동통신 모듈, 상기 문 개폐 감지부로부터 입력되는 감지 신호가 상기 컨테이너 문의 개방을 나타내는 개방 신호인 경우에는 상기 개방 신호에 상응하는 RF 신호를 송출하도록 상기 이동통신 모듈을 제어하고 상기 무게 감지 수단으로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게와 상기 리더 모듈을 통해 상기 RFID 태그로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나는 경우에는 상기 물품의 무게에 이상이 있음을 나타내는 RF 신호를 송출하도록 상기 이동통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 물품 보안 장치; 상기 물품 보안 장치의 이동통신 모듈과 상기 RF 신호를 송/수신하는 휴대용 통신 단말기 및 상기 물품 보안 장치와 상기 휴대용 통신 단말기간의 교신을 중계하는 적어도 하나 이상의 기지국을 포함하여 이루어지되, 상기 기지국은 상기 휴대용 통신 단말기가 상기 물품 보안 장치와 통신하면서 다른 기지국의 영역으로 이동하는 경우에는 통신 채널을 자동으로 전환시키는 핸드오프 수단을 포함하여 이루어진다.
컨테이너, RFID, 리더, 태그, 무게, 개폐, 통신, 단말기, 중계

Description

컨테이너 관리 시스템 및 방법{system and method for managing container}
도 1은 e-seal을 이용한 종래 컨테이너 관리 시스템을 설명하기 위한 물류 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 관리 시스템이 적용되는 항만 구조의 일 예를 개략적으로 보인 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 보안 장치가 장착된 컨테이너를 일부 절단하여 본 사시도,
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 RFID 태그의 전기적인 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너에 장착된 물품 보안 장치의 전기적인 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨테이너에 장착된 물품 보안 장치의 전기적인 블록 구성도,
도 7은 본 발명에 적용될 수 있는 무게 감지를 위한 USN 센서 노드의 전기적인 블록 구성도,
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10: 선박 20: 크레인
30: 야적장 40: 운반차
50: 게이트 60: 관제탑
100: 중계국 200: 단말기
300: 컨테이너 310: 개폐문
320: 문 개폐 감지부 330: (철판)
340: 주 안테나 350: 보조 안테나
360: 램프 370: LCD
380: 키패드
400: 태그 410: 송/수신 모듈
420: 제어 로직 430: 메모리
440: 안테나 500, 600: 물품 보안 장치
510, 610: 제어부 520, 620: 저장부
525, 625: 이동통신 모듈 530, 630: 리더 모듈
535, 635: 문 개폐 감지부 540: 무게 감지부
640: 무게감지 센서노드 641: 마이컴
642: 송/수신 모듈 643: 무게 감지부
644: 메모리 645: 배터리
550, 650: 키입력부 555, 655: 전원부
560, 660: 표시기 구동부 565, 665: 진동 감지부
본 발명은 컨테이너 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 물류 이동시 컨테이너 내의 물품이 도난되거나 컨테이너 내로 밀수품이 유입되는 것을 파악할 수 있도록 한 컨테이너 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
주지하다시피, 컨테이너는 대게 항만이나 항공을 통해 수/출입되는 각종 물품을 운송하기 위해 사용되는 상자 형태의 용기이다. 이러한 컨테이너에 탑재된 물품에 대한 통관 절차시에는 불법 무기류나 밀수품의 반출 또는 반입을 적발하기 위해, 일반적으로 운송되는 모든 물품에 대해 X-ray에 의한 시각 식별로 전수 검사가 이루어지고 있으며, 또한 의심되는 물품에 대해서는 정밀 검사가 이루어지고 있다. 그러나, 위와 같이 X-ray를 이용한 검사는 인간의 능력 및 의지에 의존적이라 정밀한 조사가 될 수 없고 더 나아가, 검사시 많은 시간이 소요됨에 따라 수/출입 통관을 정체시키는 빌미를 제공하는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 국제 표준화 기구(ISO)의 산하, 화물 컨테이너 기술 위원회(TC-104)와 포장 기술위원회(TC-122)의 공동 작업반(JWG)에서 진행한 무선 인식 전자 봉인(RFID e-seal)(이하 줄여, '전자 봉인'이라고도 한다.) 기술이 컨테이너의 물류 시스템에 도입되고 있는 실정이다. 여기서, 전자 봉인은 컨테이너 내부 화물의 임의 조작을 방지하기 위해 RFID 태그가 장착된 자물쇠로 컨테이너 문을 채우고 만약 자물쇠가 열리게 되면 이에 따른 기록이 RFID 태그에 남게 되는데, 이 RFID 태그에 기록된 정보에 의거하여 수/출입을 거부할 수 있도록 하는 것에 대한 기술이다.
도 1은 e-seal을 이용한 종래 컨테이너 관리 시스템을 설명하기 위한 물류 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 임의의 물품들을 탑재한 컨테이너는 전자 봉인을 통해 봉합된다. 다음으로, 컨테이너가 선적되기 전에 관리자는 RFID 리더(reader)로 자물쇠에 부착된 태그와 통신하여 컨테이너가 임의대로 열렸는지를 확인하는바, 이렇게 확인 후 이상이 없는 컨테이너에 대해서만 선적된다. 이와 같이, 항만 관리자는 최종적으로 물품을 컨테이너에서 꺼내기 전에 어느 때든 상관없이 컨테이너의 개폐 상태를 점검함으로써 컨테이너에 탑재된 물품에 대해 보안을 유지할 수 있다.
그러나, 앞서 설명한 전자 봉인 기술에 따르면, 물류 현장에 관리자가 직접 투입되여야 하므로 효율적인 물류 이동의 운영에 한계가 있었으며 외부 충격으로 인해 태그 자체에 결함이 생겼을 경우 컨테이너 문의 개폐 여부를 더 이상 확인할 수 없다. 더 나아가서, 태그가 복제되거나 해킹되었을 경우에는 이러한 태그 정보가 밀수에 이용될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 컨테이너에 탑재된 물품의 무게 변화나 컨테이너 문의 개폐 여부를 감지함으로써 컨테이너 내의 물품이 도난되거나 컨테이너 내로 밀수품이 유입되는 것을 파악할 수 있도록 한 컨테이너 관리 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 컨테이너 관리 시스템은 컨테이너에 장착되고, 컨테이너 문의 개폐 여부를 감지하는 문 개폐 감지부, 물품의 무게를 포함하는 각종 정보가 수록된 RFID 태그가 부착된 채로 상기 컨테이너로 탑재된 물품의 무게를 감지하는 무게 감지 수단, 상기 RFID 태그와 RFID 신호를 송/수신하는 리더 모듈, 소정 주파수를 갖는 RF 신호를 송/수신하는 이동통신 모듈, 상기 문 개폐 감지부로부터 입력되는 감지 신호가 상기 컨테이너 문의 개방을 나타내는 개방 신호인 경우에는 상기 개방 신호에 상응하는 RF 신호를 송출하도록 상기 이동통신 모듈을 제어하고 상기 무게 감지 수단으로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게와 상기 리더 모듈을 통해 상기 RFID 태그로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나는 경우에는 상기 물품의 무게에 이상이 있음을 나타내는 RF 신호를 송출하도록 상기 이동통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 물품 보안 장치; 상기 물품 보안 장치의 이동통신 모듈과 상기 RF 신호를 송/수신하는 휴대용 통신 단말기 및 상기 물품 보안 장치와 상기 휴대용 통신 단말기간의 교신을 중계하는 적어도 하나 이상의 기지국을 포함하여 이루어지되, 상기 기지국은 상기 휴대용 통신 단말기가 상기 물품 보안 장치와 통신하면서 다른 기지국의 영역으로 이동하는 경우에는 통신 채널을 자동으로 전환시키는 핸드오프 수단을 포함하여 이루어진 컨테이너 관리 시스템을 제공한다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 컨테이너 관리 시스템 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 관리 시스템이 적용되는 항만 구조의 일 예를 개략적으로 보인 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 물류 보안 시스템이 적용되는 항만에는 컨테이너(300)를 국내/외의 임의의 항구로 운반하는 선박(10); 선박(10)이 정박한 부두, 야적장(30) 또는 게이트(50)를 벗어난 임의의 장소로 컨테이너(300)를 이동시키는 운반차(40) 및 컨테이너(300)를 하역하는 크레인(20)과 같은 물류 이동 수단이 갖춰진다. 한편, 본 발명에 따른 컨테이너 관리 시스템은 컨테이너(300)의 이상 유무를 확인하기 위해 항만 관리자가 휴대하는 무선 통신 장치로써 컨테이너(300)에 설치된 물품 보안 장치와 교신하는 휴대용 통신 단말기(이하 단말기)(200), 컨테이너(300)에 장착된 물품 보안 장치와 단말기(200) 간의 교신을 중계하는 기지국(100) 및 이 기지국(100)을 관리하는 관제탑(60)을 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 단말기(200)는 개별적으로 고유 식별 정보를 가지며, 소정 주파수를 갖는 RF 신호를 송/수신하고 이 RF 신호를 변조 및 복조하는 이동 통신 모듈과 이 이동 통신 모듈과 상호 작용하는 인터페이스 수단과, 이동 통신 모듈 및 인터페이스 수단를 총괄적으로 제어하는 제어 수단을 포함하여 이루어진다. 여기서, 인터페이스 수단은 LCD, 키패드, 스피커 등이 될 수 있다.
기지국(100)은 각각 소정의 중계 구역을 담당하는바, 단말기(200)가 임의의 중계 구역에서 다른 중계 구역으로 이동하게 되는 경우 통신 채널을 자동으로 전환시켜 통화를 끊어지지 않게 해주는 핸드오프(hand-off) 수단이 구비되는 것이 바람 직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 보안 장치가 장착된 컨테이너를 일부 절단하여 본 사시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 컨테이너(300)에는 그 개폐문(이하 문)(310) 안쪽으로 문 개폐 여부를 감지하는 적외선 센서(320)가 부착되고, 바닥으로 덮개판(330)이 깔리며, 이 덮개판(330) 밑으로는 컨테이너(300)로 탑재되는 물품의 무게를 감지하는 무게 감지부(미도시)가 설치되며, 외벽의 적소로 램프(360), LCD(370) 및 키패드(380)가 부착되고 단말기(200) 및 기지국(100)과 무선 통신하기 위한 주 안테나(340)와 보조 안테나(350)가 부착된다. 여기서, 컨테이너(300)로 탑재되는 물품에는 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그(tag)(400)가 부착된다.
전술한 구성에서, 적외선 센서(320)는 발광부와 이로부터 광을 받는 수광부로 이루어진다. 여기서, 발광부와 수광부는 마주 대하도록 문(310)에 설치된다.
전술한 RFID 태그는 생산, 유통, 보관 또는 소비의 전 과정에 대한 정보를 담고 자체 안테나를 갖추고 있으며, 리더(Reader)로 하여금 이 정보를 읽고 인공위성이나 각종 이동통신망과 연계하여 정보시스템과 통합하여 사용되는 칩을 말한다.
국내의 경우, 정보통신부는 RFID를 '사물에 전자태그를 부착하고 각 사물의 정보를 수집/가공함으로써 개체 간 정보교환, 측위, 원격처리 및 관리 등의 서비스를 제공하는 것으로 정의하고 있으며, 산업자원부는 RFID에 대해 '제품에 부착된 칩의 정보를 주파수를 이용해 읽고 쓸 수 있는 무선 주파수 인식으로 사람, 상품 및 차량 등을 비접촉으로 인식하는 기술'로 정의하고 있다. 또한, 국내 연구기관의 정의로는 정보통신연구진흥원의 경우 'Micro-chip을 내장한 Tag, Label 또는 Card 등에 저장된 데이터를 무선 주파수를 이용하여 Reader기에서 자동 인식하는 기술'로 정의하고 있으며, 한국전자통신연구원은 '무선 주파수를 사용하는 소형 IC칩을 사용하여 비접촉으로 사물을 인식하는 기술로서, 사물의 위치파악 및 경로추적을 통해 기업에게 실시간으로 제품의 상황에 관한 정보를 전달할 수 있는 기술'로 설명하고 있다. 따라서 RFID는 현재 무선인식, 무선식별, 전파식별, ,전자태그, 전자칩 또는 전자표찰 등의 이름으로 불린다.
한편, RFID의 시스템은 전술한 바와 같이 정보를 저장하고 프로토콜로 데이터를 교환하는 태그 및 이와 무선 통신하는 판독기 일명, 리더(reader)로 구성된다.
먼저 태그는 전원 공급의 유무에 따라 전원을 필요로 하는 능동(Active)형과 내부나 외부로부터 직접적인 전원의 공급 없이 리더의 전자기장에 의해 작동되는 수동(Passive)형으로 구분된다. 능동형은 리더의 필요 전력을 줄이고 리더와의 인식거리를 가급적 멀리할 수 있는 장점이 있으나, 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 작동시간의 제한을 받으며 수동형에 비해 고가인 단점이 있다. 반면, 수동형은 능동형에 비해 매우 가볍고, 가격도 저렴하면서 반영구적으로 사용이 가능하지만, 인식거리가 짧고 리더에서 더 많은 전력을 소모한다는 단점이 있다.
또한, 태그는 다양한 모양의 형태로 만들 수가 있는바, 플라스틱 원판, 원통, 카드, 얇고 유연한 띠 또는 유리구슬(가운데 구멍이 있는)등에 삽입이 가능하 다. 또한 RFID 태그는 단순히 도난 방지용으로 사용되는 1비트 저장용량의 읽기만 가능한 태그에서, 읽기 전용으로 태그를 구분할 수 있는 고유 자료를 가지고 있는 32비트 또는 64비트 저장용량과 사용자가 메모리의 내용을 임의대로 수정 할 수 있는 512kb용량의 읽기, 쓰기용 태그가 있으며, 주로 125.134KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz 또는 2.45GHz 주파수 대역이 사용된다.
다음, 리더는 자료취합기(Interrogator)라고도 불리며, RF(Radio Friquency)에너지를 이용해서 태그와 통신을 가능하게 해주는 RF주파수 유닛을 가지고 있으며, 이것은 손으로 휴대할 수 있는 형태나 고정되어 설치되어 있는 형태로 RFID 태그로부터 발사되는 신호를 입력받아 신호에 포함된 데이터를 판독하는 기능을 한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 RFID 태그의 전기적인 블록 구성도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 적용될 수 있는 태그(400)는 수동형으로써, 소정의 무선 주파 신호를 방출 또는 수신하는 안테나(440), 소정의 무선 주파 신호를 변조 및 복조하는 송/수신모듈(410), 태그의 고유 식별 정보 및 물품의 표준 무게를 포함하는 각종 물품 정보가 저장된 메모리(430) 및 송/수신모듈(410)과 메모리(430)를 제어하는 제어로직(420)을 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 제어로직(420)은 안테나(310)로부터 유입되는 신호가 소정의 무선 주파 신호인 경우에는 메모리(325)에 저장된 각종 정보에 상응하는 응답 신호가 일정한 정계 강도를 갖고 출력되도록 송수신모듈(321) 및 안테나(310)를 제어한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너에 장착된 물품 보안 장치의 전기적인 블록 구성도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 물품 보안 장치(500)는 개폐문(310)의 개폐 여부를 감지하는 문 개폐 감지부(535), 덮개판(330) 위에 얹혀지는 물품의 무게를 감지하는 무게 감지부(540), 컨테이너(300)의 진동을 감지하는 진동 감지부(565), 태그(400)와 소정의 RFID 신호를 송/수신하고 이 RFID 신호를 변조 및 복조하는 리더 모듈(530), 단말기(200)와 소정 주파수를 갖는 RF 신호를 송/수신하고 이 RF 신호를 변조 및 복조하는 이동통신 모듈(525), 물품 보안 장치(500)가 설치된 해당 컨테이너의 고유 식별 정보를 포함하는 각종 정보가 저장되는 저장부(520), 키패드(380)의 조작에 상응하는 키신호를 발생시키는 키 입력부(550), 램프(360) 및 LCD(liquid crystal display)(370)을 구동시키는 표시기 구동부(560), 물품 보안 장치(500)를 총체적으로 제어하는 제어부(510) 및 전술한 각 부의 구동 전원을 공급하는 전원부(555)를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 문 개폐 감지부(535)는 전술한 적외선 센서(320) 및 이의 수광부로부터 입력되는 감지 신호를 제어부(510)로 출력하는 주변 회로 소자로 구현됨이 바람직하다.
무게 감지부(540)는 로드셀(road cell) 및 이로부터 입력되는 감지 신호를 제어부(510)로 출력하는 주변 회로 소자로 구현됨이 바람직하다.
진동 감지부(565)는 가속도 또는 속도 센서 및 이로부터 입력되는 감지 신호를 제어부(510)로 출력하는 주변 회로 소자로 구현됨이 바람직하다.
제어부(510)는 문 개폐 감지부(535)로부터 입력되는 감지 신호가 문(310)의 개방을 나타내는 신호인 경우에는 문(310)이 개방되었음을 알리기 위한 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(560)을 제어하거나 임의의 단말기(200)로 문(310)이 개방되었음을 나타내는 무선 주파 신호를 송출하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다.
또한, 제어부(510)는 태그(400)로부터 해당 물품의 표준 무게를 포함하는 각종 물품 정보를 수신받도록 리더 모듈(530)을 제어하고, 수신받은 정보를 저장부(520)에 저장시킨다.
또한, 제어부(510)는 무게 감지부(540)로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게와 리더 모듈(530)을 통해 컨테이너(300)에 탑재된 물품에 부착된 태그(400)로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나는 경우에는, 무게에 오차가 있음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(560)를 제어하거나 임의의 단말기(200)로 무게에 이상이 있음을 나타내는 무선 주파 신호를 송출하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다.
또한, 제어부(510)는 무게 감지부(540)로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게와 리더 모듈(530)을 통해 컨테이너(300)에 탑재된 물품에 부착된 태그(400)로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나고 진동 감지부(565)로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 진동이 미리 정해진 기준치 이내인 경우에는, 무게에 오차가 있음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(560)를 제어하거나 임의의 단말기(200)로 무게에 이상이 있음을 나타내는 무선 주파 신호를 송출하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다.
여기서, 제어부(510)가 이동통신 모듈(525)를 제어함에 있어서 무선 주파 신호를 송출시, 그 무선 주파 신호에는 하나 또는 그 이상의 단말기(200)의 고유 식별 정보가 포함된다.
한편, 전술한 RFID에 기반이 된 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN)란, 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 감지할 수 있는 센서가 탑재된 태그(이하 센서 노드)가 센서를 통해 입력되는 정보를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 것을 의미한다. 궁극적으로 모든 사물에 컴퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제(anytime), 어디서나(anywhere), 네트워크, 디바이스, 서비스에 관계없이 통신 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨테이너에 장착된 물품 보안 장치의 전기적인 블록 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 물품 보안 장치(600)는 개폐문(310)의 개폐 여부를 감지하는 문 개폐 감지부(635), 덮개판(330) 위에 얹혀지는 물품의 무게를 감지하고 이렇게 감지한 무게에 상응하는 USN 신호를 송출하는 무게 감지 센서 노드(이하 무게센서 노드)(640), 컨테이너(300)의 진동을 감지하는 진동 감지부(665), 태그(400) 및 무게센서 노드(640)와 각각 소정의 RFID 신호 및 USN 신호를 송/수신하고 이 RFID 신호 및 USN 신호를 변조 및 복조하는 리더 모듈(630), 단말기(200)와 소정 주파수를 갖는 RF 신호를 송/수신하고 이 RF 신호를 변조 및 복조하는 이동통신 모듈(625), 물품 보안 장치(600)가 설치된 해당 컨테이 너의 고유 식별 정보를 포함하는 각종 정보가 저장되는 저장부(620), 키패드(380)의 조작에 상응하는 키신호를 발생시키는 키 입력부(650), 램프(360) 및 LCD(370)을 구동시키는 표시기 구동부(660), 물품 보안 장치(600)를 총체적으로 제어하는 제어부(610) 및 전술한 각 부의 구동 전원을 공급하는 전원부(655)를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 문 개폐 감지부(635)는 전술한 적외선 센서(320) 및 이의 수광부로부터 입력되는 감지 신호를 제어부(610)로 출력하는 주변 회로 소자로 구현됨이 바람직하다.
진동 감지부(665)는 가속도 또는 속도 센서 및 이로부터 입력되는 감지 신호를 제어부(610)로 출력하는 주변 회로 소자로 구현됨이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 적용될 수 있는 무게 감지를 위한 USN 센서 노드의 전기적인 블록 구성도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에 적용될 수 있는 무게 센서 노드(640)는 덮개판(330) 위에 얹혀지는 물품의 무게를 감지하는 무게 감지부(643), 소정의 무선 주파 신호를 방출 또는 수신하는 안테나(642a), 소정의 무선 주파 신호를 변조 및 복조하는 송/수신 모듈(642), 센서노드의 센싱, 프로세싱 및 RF 통신 기능에 관련된 데이터 및 프로그램이 저장되는 메모리(644), 무게 센서 노드(640)를 총체적으로 제어하는 마이컴(641) 및 무게 감지부(643), 송/수신 모듈(642), 메모리(544) 및 마이컴(641)의 구동 전원을 공급하는 배터리(645)를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 마이컴(641)은 안테나(642a)로부터 유입되는 신호가 소정 의 무선 주파 신호인 경우에는 무게 감지부(643)로부터 입력되는 감지 신호를 상응하는 무선 주파 신호로 변조하여 출력하도록 송/수신 모듈(642) 및 안테나(642a)를 제어한다.
제어부(610)는 문 개폐 감지부(635)로부터 입력되는 감지 신호가 문(310)의 개방을 나타내는 신호인 경우에는 문(310)이 개방되었음을 알리기 위한 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(660)을 제어하거나 임의의 단말기(200)로 문(310)이 개방되었음을 나타내는 무선 주파 신호를 송출하도록 이동통신 모듈(625)를 제어한다.
또한, 제어부(610)는 태그(400)로부터 해당 물품의 표준 무게를 포함하는 각종 물품 정보를 수신받도록 리더 모듈(530)을 제어하고, 수신받은 정보를 저장부(520)에 저장시킨다.
또한, 제어부(610)는 리더모듈(630)을 통해 무게센서 노드(640)로부터 수신되는 무선 주파 신호가 나타내는 무게와 리더 모듈(630)을 통해 컨테이너(300)에 탑재된 물품에 부착된 태그(400)로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나는 경우에는, 무게에 오차가 있음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(660)를 제어하거나 임의의 단말기(200)로 무게에 이상이 있음을 나타내는 무선 주파 신호를 송출하도록 이동통신 모듈(625)를 제어한다.
또한, 제어부(510)는 리더모듈(630)을 통해 무게센서 노드(640)로부터 수신되는 무선 주파 신호가 나타내는 무게와 리더 모듈(630)을 통해 컨테이너(300)에 탑재된 물품에 부착된 태그(400)로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나고 진동 감지부(665)로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 진동이 미리 정해진 기준치 이내인 경우에는, 무게에 오차가 있음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(660)를 제어하거나 임의의 단말기(200)로 무게에 이상이 있음을 나타내는 무선 주파 신호를 송출하도록 이동통신 모듈(625)를 제어한다.
여기서, 제어부(510)가 이동통신 모듈(525)를 제어함에 있어서 무선 주파 신호를 송출시, 그 무선 주파 신호에는 임의의 단말기(200)의 고유 식별 정보가 포함된다.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 이 흐름도는 물품 보안 장치(500)에 적용되며 그에 따라 그 주체는 제어부(510)임을 밝혀둔다.
도 8에 도시한 바와 같이, 먼저 단계 S11에서 키 입력부(550)로부터 문(310) 개방 신호가 입력되는 경우에는 단계 S13으로 진행하여 문(310)이 개방되었는지 즉, 문 개폐 감지부(535)로부터 입력되는 감지 신호가 문(310)의 개방을 나타내는 신호인지를 판단한다.
단계 S13에서의 판단 결과, 문 개폐 감지부(535)로부터 입력되는 감지 신호가 문(310)의 개방을 나타내는 신호인 경우에는 단계 S15로 진행한다.
다음, 단계 S15에서 키 입력부(550)로부터 문(310) 폐쇄 신호를 입력받은 후 단계 S17로 진행하여 문(310)이 닫혀졌는지 즉, 문 개폐 감지부(535)로부터 입력되 는 감지 신호가 문(310)의 폐쇄를 나타내는 신호인지를 판단한다. 여기서, 컨테이너 사용자는 문(310) 폐쇄 신호를 발생시키도록 하는 키패드(380)의 조작 전에, 개방된 문(310)을 통해 태그(400)가 부착된 물품을 싣게 된다.
단계 S17에서의 판단 결과, 문 개폐 감지부(535)로부터 입력되는 감지 신호가 문(310)의 폐쇄를 나타내는 신호인 경우에는 단계 S19로 진행하여 컨테이너(300)에 탑재된 각각의 태그(400)로부터 물품의 표준 무게를 포함한 각종 정보를 수신받도록 리더 모듈(530)을 제어하고, 수신받은 정보를 저장부(520)에 저장시킨다.
다음, 단계 S21에서는 진동 감지부(665)로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 진동이 미리 정해진 기준치를 초과하는지를 판단한다.
단계 S21에서의 판단 결과, 기준치를 초과하지 않는 경우에는 단계 S23으로 진행하여 무게 감지부(540)로부터 무게 감지 신호를 입력받는다.
다음, 단계 S25에서는 무게 감지부(540)로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게 즉, 실제로 측정된 무게와 리더 모듈(530)을 통해 컨테이너(300)에 탑재된 물품에 부착된 태그(400)로부터 수신받은 표준 무게 간의 차이를 비교한다.
다음, 단계 S27에서는 단계 S25에서의 비교 결과 양 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 초과하는지를 판단한다.
단계 S27에서의 판단 결과, 기준 범위를 초과하는 경우에는 단계 S29로 진행하여 실제로 측정된 무게에 이상이 있음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(560)를 제어한다. 이와 함께, 단계 S31로 진행하여 임의 의 단말기(200)로 무게에 이상이 있음을 나타내는 무선 주파 신호를 전송하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다.
반면, 단계 S29에서의 판단 결과, 기준 범위 이내인 경우에는 단계 S33으로 진행하여 실제로 측정된 무게에 이상이 없음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(560)를 제어한다. 이와 함께, 단계 S35로 진행하여 임의의 단말기(200)로 무게에 이상이 없음을 나타내는 무선 주파 신호를 전송하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다. 이렇게, 물품 탑재가 완료된 컨테이너(300)는 임의의 장소로 운송되는바 예를 들어, 야적장(30)에 쌓이거나 선박(10)에 선적된다.
또한, 단계 S29에서의 판단 결과 기준 범위 이내인 경우에는 도 9a에 도시한 바와 같이, 단계 S41로 진행하여 소정 주기마다 컨테이너에 탑재된 태그(400)의 수를 확인토록 리더 모듈(530)을 제어한다. 다음으로, 단계 S43에서는 단계 S41에서 주기적으로 확인하는 태그(400)의 수에 변화가 있는지를 판단한다.
단계 S43에서의 판단 결과, 태그(400) 수에 변화가 있는 경우에는 단계 S45로 진행하여 물품 수에 이상이 있음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(560)를 제어한다. 이와 함께, 단계 S47로 진행하여 임의의 단말기(200)로 물품 수에 이상이 있음을 나타내는 무선 주파 신호를 전송하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다.
또한, 단계 S29에서의 판단 결과 기준 범위 이내인 경우에는 도 9b에 도시한 바와 같이, 단계 S51로 진행하여 문(310) 개방 여부를 판단한다.
단계 S51에서의 판단 결과, 문(310)이 열린 경우에는 단계 S53으로 진행하여 문(310)이 개방되었음을 알리기 위해 램프(360) 또는 LCD(370)가 구동되도록 표시기 구동부(560)를 제어한다. 이와 함께, 단계 S55로 진행하여 임의의 단말기(200)로 문(310)이 열렸음을 나타내는 무선 주파 신호를 전송하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다.
또한, 단계 S29에서의 판단 결과 기준 범위 이내인 경우에는 도 10에 도시한 바와 같이, 단계 S61로 진행하여 일종의 컨테이너(300)의 통관 과정으로써 임의의 단말기(200)로부터 운송된 컨테이너(300)의 이상 여부를 확인하기 위한 통관 신호가 수신되는지를 확인한다.
단계 S61에서의 판단 결과 통관 신호가 수신되는 경우에는 단계 S63으로 진행하여 컨테이너에 탑재된 태그(400)의 수를 확인토록 리더 모듈(530)을 제어하고, 단계 S65에서는 무게 감지부(540)로부터 무게 감지 신호를 입력받는다. 여기서, 통관 신호와 함께 컨테이너(300)에 탑재된 물품의 무게가 포함하는 신호가 수신될 수도 있다.
다음, 단계 S67에서는 단계 S63에서의 확인 결과 태그(400)의 수에 변화가 있는지를 판단한다. 또한, 단계 S65에서의 확인 결과 무게 감지부(540)로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게 즉, 실제로 측정된 무게와 리더 모듈(530)을 통해 컨테이너(300)에 탑재된 물품에 부착된 태그(400)로부터 수신받은 표준 무게 간에 미리 정해진 기준범위를 초과하는 만큼의 차이가 있는지를 판단한다.
단계 S67에서의 판단 결과, 태그(400)의 수에 변화가 있거나 실제 무게와 표 준 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 초과하는 경우에는 단계 S69로 진행하여 그에 해당하는 경보를 발하도록 표시기 구동부(560)를 제어하고 이와 함께, 단계 S71로 진행하여 임의의 단말기(200)로 이상이 있음을 나타내는 무선 주파 신호를 전송하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다.
반면, 단계 S67에서의 판단 결과, 태그(400)의 수에 변화가 없거나 실제 무게와 표준 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위 이내인 경우에는 단계 S73으로 진행하여 이상 없음을 알리도록 표시기 구동부(560)를 제어하고 이와 함께, 단계 S75로 진행하여 임의의 단말기(200)로 이상이 없음을 나타내는 무선 주파 신호를 전송하도록 이동통신 모듈(525)를 제어한다. 한편, 단계 S67에서 앞서 단계61에서 밝혔듯이 단말기(200)로부터 통관 신호와 함께 무게 정보를 포함하는 신호가 수신되는 경우에는 태그(400)로부터 수신받은 표준 무게 대신, 단말기(200)로부터 수신받은 무게와 실제로 측정된 무게를 비교할 수도 있다.
한편, 도 8 내지 도 10을 참조로 하여 설명한 각 단계는 물품 보안 장치(600)에도 동일하게 적용된다.
본 발명의 컨테이너 관리 시스템 및 방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 앞서 서술한 기지국(100)은 시분할다중접속(TDMA), 주파수분할다중접속(FDMA) 또는 코드분할다중접속(CDMA) 방식의 셀룰러(cellular) 이동통신망과 연계될 수 있다. 그에 따라, 단말기(200)나 물품 보안 장치의 이동통신 모듈도 이 셀룰러 이동통신망과 연계된다. 따라서, 일정하게 한정된 영역으로 벗어나 전국적으 로 본 발명의 컨테이너 관리 시스템이 통용되며, 더 나아가 단말기 와 물품 보안 장치 간에 국제 로밍 기능이 가능할 경우에는 국제적으로도 통용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 컨테이너 관리 시스템 및 방법에 따르면, 휴대용 통신 단말기를 통해 컨테이너의 이상 유무를 기존의 전자 봉인 방식보다 원격지에서 확인할 수 있는 편리함이 있으며, 컨테이너의 물류 관리에 일손이 덜게 되는 효과가 있다.
또한, 기존의 전자 봉인 방식의 자물쇠는 외부에 설치되어 있는데 반해, 본 발명에서는 컨테이너 내에 문 개폐 여부를 감지하는 센서를 두어 파손의 위험성이 크게 줄게 되는 효과가 있다.
또한, 컨테이너에 탑재된 물품의 무게 또는 수에 이상이 생기거나 운송 중에 불법으로 문이 개방된 경우에는 그 즉시 경고 RF 신호가 송출되는바, 이에 따라 본 발명에 따른 통신 단말기를 소지한 관리자는 해당 컨테이너에 문제가 있음을 되도록 빨리 파악하여 조치할 수 있다.

Claims (11)

  1. 컨테이너에 장착되고, 컨테이너 문의 개폐 여부를 감지하는 문 개폐 감지부, 물품의 무게를 포함하는 각종 정보가 수록된 RFID 태그가 부착된 채로 상기 컨테이너로 탑재된 물품의 무게를 감지하는 무게 감지 수단, 상기 RFID 태그와 RFID 신호를 송/수신하는 리더 모듈, 소정 주파수를 갖는 RF 신호를 송/수신하는 이동통신 모듈, 상기 문 개폐 감지부로부터 입력되는 감지 신호가 상기 컨테이너 문의 개방을 나타내는 개방 신호인 경우에는 상기 개방 신호에 상응하는 RF 신호를 송출하도록 상기 이동통신 모듈을 제어하고 상기 무게 감지 수단으로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게와 상기 리더 모듈을 통해 상기 RFID 태그로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나는 경우에는 상기 물품의 무게에 이상이 있음을 나타내는 RF 신호를 송출하도록 상기 이동통신 모듈을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 물품 보안 장치;
    상기 물품 보안 장치의 이동통신 모듈과 상기 RF 신호를 송/수신하는 휴대용 통신 단말기 및
    상기 물품 보안 장치와 상기 휴대용 통신 단말기간의 교신을 중계하는 적어도 하나 이상의 기지국을 포함하여 이루어지되,
    상기 기지국은 상기 휴대용 통신 단말기가 상기 물품 보안 장치와 통신하면서 다른 기지국의 영역으로 이동하는 경우에는 통신 채널을 자동으로 전환시키는 핸드오프 수단을 포함하여 이루어진 컨테이너 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 물품 보안 장치에는 상기 컨테이너의 진동을 감지하는 진동 감지부가 더 구비되되,
    상기 제어부는 상기 무게 감지 수단으로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게와 상기 리더 모듈을 통해 상기 RFID 태그로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나고 상기 진동 감지부로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 진동이 미리 정해진 기준치 이내인 경우에는 상기 물품의 무게에 이상이 있음을 나타내는 RF 신호를 송출하도록 상기 이동통신 모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 문 개폐 감지부는 적외선을 발사하는 발광부와 상기 발광부로부터 발사된 적외선을 받는 수광부로 이루어진 적외선 센서인 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 물품 보안 장치에는 상기 컨테이너의 외벽 적소에 부착되는 표시 수단과 상기 표시 수단을 구동시키는 표시기 구동부가 더 구비되되,
    상기 제어부는 상기 문 개폐 감지부로부터 입력되는 감지 신호가 상기 컨테 이너 문의 개방을 나타내는 개방 신호이거나 상기 무게 감지 수단으로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 무게와 상기 리더 모듈을 통해 상기 RFID 태그로부터 수신받은 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나고 상기 진동 감지부로부터 입력되는 감지 신호가 나타내는 진동이 미리 정해진 기준치 이내인 경우에는 상기 표시 수단이 구동되도록 상기 표시기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 무게 감지 수단은 상기 컨테이너의 내부 바닥을 덮는 덮개판과 상기 덮개판 밑에 설치된 채로 상기 덮개판 위로 얹히는 상기 물품의 무게를 재는 로드셀로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 무게 감지 수단은 상기 컨테이너의 내부 바닥을 덮는 덮개판과 상기 덮개판 밑에 설치된 채로 상기 덮개판 위로 얹히는 상기 물품의 무게를 감지하고 상기 감지한 물품의 무게를 상응하는 소정의 무선 주파 신호로 변환하여 송출하는 USN 센서 노드로 이루어지되,
    상기 리더 모듈은 상기 USN 센서 노드와 상기 무선 주파 신호를 송/수신하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 시스템.
  7. 컨테이너에 설치된 물품 보안 장치, 상기 물품 보안 장치와 소정 주파수를 갖는 RF 신호를 송/수신하는 휴대용 통신 단말기 및 상기 물품 보안 장치와 상기 휴대용 통신 단말기간의 교신을 중계하는 기지국을 포함하여 이루어진 컨테이너 관리 시스템에서 상기 물품 보안 장치에 의해 수행되며,
    (a) 상기 컨테이너로 탑재된 물품에 부착된 RFID 태그로부터 상기 물품의 표준 무게를 제공받는 단계;
    (b) 상기 컨테이너로 탑재된 물품의 실제 무게를 측정하는 단계;
    (c) 상기 단계(a)에서 제공받은 표준 무게와 상기 단계 (b)에서 측정한 실제 무게를 비교하는 단계 및
    (d) 상기 단계 (a)에서 제공받은 표준 무게와 상기 단계 (b)에서 측정한 실제 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나는 경우에는 상기 휴대용 통신 단말기로 상기 물품의 무게에 이상이 있음을 나타내는 RF 신호를 송출하는 단계를 포함하여 이루어진 컨테이너 관리 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    (e) 상기 컨테이너 문의 개폐 여부를 감지하는 단계 및
    (f) 상기 단계 (c) 이후, 상기 컨테이너 문이 개방된 경우에는 상기 휴대용 통신 단말기로 상기 컨테이너의 문이 열렸음을 나타내는 RF 신호를 송출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 방법.
  9. 제 7항 및 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    (g) 상기 표준 무게를 제공하는 RFID 태그의 수에 변화가 있는 경우에는 상기 휴대용 통신 단말기로 상기 물품의 수에 이상이 있음을 나타내는 RF 신호를 송출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 물품 보안 장치에는 상기 컨테이너의 외벽 적소에 부착되는 표시 수단이 구비되되,
    (h) 상기 단계 (a)에서 제공받은 표준 무게와 상기 단계 (b)에서 측정한 실제 무게 간의 차이가 미리 정해진 기준 범위를 벗어나는 경우에는 상기 표시 수단을 통해 상기 물품의 무게에 이상이 있음을 나타내는 경고를 발하는 단계;
    (i) 상기 단계 (c) 이후, 상기 컨테이너 문이 개방된 경우에는 상기 표시 수단을 통해 상기 컨테이너의 문이 개방되었음을 나타내는 경고를 발하는 단계 및
    (j) 상기 표준 무게를 제공하는 RFID 태그의 수에 변화가 있는 경우에는 상기 표시 수단을 통해 상기 물품의 수에 이상이 있음을 나타내는 경고를 발하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    (k) 상기 컨테이너의 진동을 측정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 단계 (k)에서 측정한 진동이 미리 정해진 기준치 이내인 경우에 한해 상기 단계 (b)를 수행하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 관리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100825962B1 (ko) * 2007-03-02 2008-04-29 오계환 무선 표지 인식의 확인방법 및 무선 표지 인식의 확인장치
KR101521633B1 (ko) * 2014-04-04 2015-05-21 주식회사 루키스 물류 운송 환경 정보의 기록 및 통지 기능을 구비한 알에프아이디 시스템 및 그 동작 방법
CN106296055A (zh) * 2015-05-27 2017-01-04 深圳中集智能科技有限公司 装备用智能终端及其通信方式自适应切换方法

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