KR20080042578A - 리더/태그 통합형 무선 인식 장치 - Google Patents

리더/태그 통합형 무선 인식 장치 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 리더/태그 통합형 무선 인식 장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 RFID 태그와 RFID 리더를 하나로 통합하여 태그와 리더 기능을 동시에 지원하기 위한, 리더/태그 통합형 무선 인식 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 리더/태그 통합형 무선 인식 장치에 있어서, 백스캐터 방식으로 태그 데이터를 변조하여 출력하고, RFID 리더로부터 수신되는 명령을 복조하기 위한 RFID 태그 변복조수단; RFID 리더로 동작하기 위해, 태그로 명령을 변조하여 출력하고, 수신되는 태그 데이터를 복조하기 위한 RFID 리더 변복조수단; 스위치 제어신호에 따라 상기 RFID 태그 변복조수단과 상기 RFID 리더 변복조수단 중 어느 하나를 안테나로 연결하기 위한 스위칭수단; 및 태그 모드로의 동작 요구에 따라 상기 스위칭수단으로 상기 스위치 제어신호를 출력하고, 상기 RFID 태그 변복조수단이 활성화되도록 제어하며, 상기 RFID 태그 변복조수단을 통해 전달된 RFID 리더의 명령에 대응하여 태그 데이터를 읽어 상기 RFID 태그 변복조수단으로 전달하며, 리더 모드로의 동작 요구에 따라 상기 스위칭수단으로 상기 스위체 제어신호를 출력하고, 상기 RFID 리더 변복조수단이 활성화되도록 제어하며, 상기 RFID 리더 변 복조수단을 통해 태그로 명령을 송출하도록 하고, 상기 RFID 리더 변복조수단을 통해 수신된 태그 데이터를 저장하는 리더/태그 통합 디지털 제어수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이동통신 단말기 등에 이용됨.
이동통신 단말, RFID, 태그, 리더, 통합, 무선 인식

Description

리더/태그 통합형 무선 인식 장치{Radio Frequency Identification apparatus with Integrated Reader and Tag Function}
도 1a 는 본 발명에 따른 리더/태그 통합형 무선 인식 장치의 일실시예 블록 구성도,
도 1b 는 본 발명에 따른 리더/태그 통합형 무선 인식 장치의 일실시예 상세 블록 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 백스캐터 RFID 태그 아날로그부 11 : 복조부
12 : 전력 조절부 13 : 변조부
20 : RFID 리더 아날로그부 21 : 리더 송신부
22 : 위상 조절부 23 : 리더 수신부
24 : 서큘레이터 30 : RFID 리더/태그 통합 디지털부
31 : 아날로그-디지털 변환부 32 : 디지털-아날로그 변환부
33 : 디지털 프로세서 34 : 메모리
40 : SPDT 스위치
본 발명은 리더/태그 통합형 무선 인식 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 인식(RFID : Radio Frequency Identification) 태그(Tag)와 RFID 리더(Reader)를 하나로 통합하여 태그와 리더 기능을 동시에 지원할 수 있는, 리더/태그 통합형 무선 인식 장치에 관한 것이다.
일반적으로, RFID 시스템은 정보를 저장하고 프로토콜을 통해 RFID 리더와 데이터를 교환하는 RFID 태그 및 RFID 태그와 무선 통신하는 판독기 일명, RFID 리더로 구성된다.
RFID 태그는 전원 공급의 유무에 따라 전원을 필요로 하는 능동(Active)형과 내부나 외부로부터 직접적인 전원의 공급 없이 RFID 리더의 전자기장에 의해 작동되는 수동(Passive)형으로 구분되며, 다양한 모양의 형태로 만들어질 수가 있어, 플라스틱 원판, 원통, 카드, 얇고 유연한 띠 또는 (가운데 구멍이 있는) 유리 구슬 등에 삽입이 가능하다. 또한, RFID 태그는 단순히 도난 방지용으로 사용되는 1비트 저장용량의 읽기 전용 태그, 고유 자료를 보유한 32 비트 또는 64비트 저장용량의 읽기 전용 태그 및 사용자가 메모리의 내용을 임의대로 수정할 수 있는 512kb 용량의 읽기, 쓰기용 태그 등이 있으며, 주로 125.134KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz 또는 2.45GHz 등의 주파수 대역이 사용된다.
RFID 리더는 자료취합기(Interrogator)라고도 불리며, RF(Radio Freiquency) 에너지를 이용하여 RFID 태그와 통신을 가능하게 해주는 RF 주파수 유닛을 구비하고 있다. RFID 리더는 손으로 휴대할 수 있는 형태나 고정되어 설치되는 형태로 RFID 태그로부터 발사되는 신호를 입력받아 신호에 포함된 데이터를 판독하는 기능을 수행한다.
한편, 전술한 바와 같은 RFID 태그 및 RFID 리더는 각각의 기능이 분리되어 사용되므로, RFID 태그 및 RFID 리더의 기능을 응용하는데 한계가 있는 문제점이 있다.
따라서, RFID 태그 및 RFID 리더의 기능을 통합하여 응용 분야를 확장할 수 있는 방안이 절실히 요구된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, RFID 태그와 RFID 리더를 하나로 통합하여 태그와 리더 기능을 동시에 지원하기 위한, 리더/태그 통합형 무선 인식 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 리더/태그 통합형 무선 인식 장치에 있어서, 백스캐터 방식으로 태그 데이터를 변조하여 출력하고, RFID 리더로부터 수신되는 명령을 복조하기 위한 RFID 태그 변복조수단; RFID 리더로 동작하기 위해, 태그로 명령을 변조하여 출력하고, 수신되는 태그 데이터를 복조하기 위한 RFID 리더 변복조수단; 스위치 제어신호에 따라 상기 RFID 태그 변복조수단과 상기 RFID 리더 변복조수단 중 어느 하나를 안테나로 연결하기 위한 스위칭수단; 및 태그 모드로의 동작 요구에 따라 상기 스위칭수단으로 상기 스위치 제어신호를 출력하고, 상기 RFID 태그 변복조수단이 활성화되도록 제어하며, 상기 RFID 태그 변복조수단을 통해 전달된 RFID 리더의 명령에 대응하여 태그 데이터를 읽어 상기 RFID 태그 변복조수단으로 전달하며, 리더 모드로의 동작 요구에 따라 상기 스위칭수단으로 상기 스위체 제어신호를 출력하고, 상기 RFID 리더 변복조수단이 활성화되도록 제어하며, 상기 RFID 리더 변복조수단을 통해 태그로 명령을 송출하도록 하고, 상기 RFID 리더 변복조수단을 통해 수신된 태그 데이터를 저장하는 리더/태그 통합 디지털 제어수단을 포함한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명 을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 는 본 발명에 따른 리더/태그 통합형 무선 인식 장치의 일실시예 블록 구성도이고, 도 1b 는 본 발명에 따른 리더/태그 통합형 무선 인식 장치의 일실시예 상세 블록 구성도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리더/태그 통합형 무선 인식 장치는, 정보를 저장하고 저장된 정보를 프로토콜을 통해 RFID 리더로 전송하기 위한 백스캐터(Back scatter) 방식을 사용하는 RFID 태그의 아날로그(Analog) 모듈(백스캐터 RFID 태그 아날로그부)(10)과, RFID 태그의 정보를 읽어내기 위해 RFID 태그와 무선 통신하기 위한 900MHz 대역 RFID 리더의 아날로그 모듈(RFID 리더 아날로그부)(20)과, 백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10) 및 RFID 리더 아날로그부(20)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 RFID 리더 또는 RFID 태그의 기능을 제공하기 위한 RFID 리더/태그 통합 디지털(Digital)부(30)를 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 리더/태그 통합형 무선 인식 장치는, 백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10)와 RFID 리더 아날로그부(20) 중 어느 하나를 안테나와 연결하기 위한 SPDT 스위치(40)를 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 리더/태그 통합형 무선 인식 장치의 구성요소의 기능에 대해 도 1b를 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10)는 안테나로부터 입력되는 RF 신호 즉, 리더 신호를 복조하기 위한 복조부(Demodulator)(11)와, 리더 신호(RF 신호)에 상 응하는 태그 신호를 안테나로 출력하기 위해 변조하기 위한 변조부(Modulator)(13)와, 변조부(13)로부터 출력되는 태그 신호의 출력 레벨을 조정하기 위한 전력 조절부(Voltage Multiplier)(12)를 포함한다.
RFID 리더 아날로그부(20)는 RFID 리더로 동작하기 위해 태그로 송신하는 명령을 변조하여 송출하기 위해 필요한 변조 주파수를 생성하여 RFID 리더 송신부(21)로 제공하는 위상 조절부(RFID Reader PLL(Phase Locked Loop))(22)와, 상기 위상 조절부(22)로부터 제공된 주파수를 이용해 송신 명령을 변조하여 송출하는 RFID 리더 송신부(RFID Reader Transmitter)(21)와, 안테나를 통해 입력되는 태그 RF 신호를 복조하기 위한 RFID 리더 수신부(RFID Reader Receiver)(23)와, RFID 리더의 송신 신호와 수신 신호를 분리하기 위한 서큘레이터(Circulator)(24)를 포함한다.
RFID 리더/태그 통합 디지털부(30)는 백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10)의 복조부(11) 또는 RFID 리더 아날로그부(20)의 RFID 리더 수신부(23)로부터 각각 입력되는 아날로그 형태의 태그 신호 또는 리더 신호를 디지털 형태의 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환부(ADC : Analog to Digital Converter)(31)와, 백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10)의 변조부(13) 또는 RFID 리더 아날로그부(20)의 RFID 리더 송신부(21)로 출력할 디지털 신호를 아날로그 형태의 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환부(DAC : Digital to Analog Converter)(32)와, 아날로그-디지털 변환부(ADC)(31) 또는 디지털-아날로그 변환부(DAC)(32)와 연결되어, RFID 리더 또는 태그로 동작하기 위한 프로그램을 실행시키고, 모바일폰 모듈로부 터 입력된 리더 모드 또는 태그 모드에 따라 상기 SPDT 스위치(40)와, 백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10)와, RFID 리더 아날로그부(20)를 제어하여, 리더 또는 태그로 동작하기 위한 전체적인 제어 기능을 수행하는 디지털 프로세서(Digital Processor)(33) 및 RFID 리더 및 RFID 태그로 동작하기 위한 프로그램을 저장하고, 태그 데이터를 저장하는 메모리(34)를 포함한다.
이하에서는 리더/태그 통합형 무선 인식 장치가 태그 모드 또는 리더 모드로 동작하는 과정에 대해 설명한다.
RFID 리더/태그 통합 디지털부(30)의 디지털 프로세서(33)가 태그 모드로 동작하기 위해, 디지털 프로세서(33)는 백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10)의 변조부(13)와 복조부(11)를 활성화시켜 태그로 동작하도록 제어한다. 이때 디지털 프로세서(33)는 태그 아날로그부의 변조부 및 복조부로부터 수신되는 정보를 이용하여 태그 상태를 관리한다. 또한, 디지털 프로세서(33)는 백스캐터 RFID 태그 아날로그부(10)의 변조부(13) 및 복조부(11)에서 메모리(34)에 저장된 태그 데이터를 이용하여 변조할 수 있도록 메모리(34)를 제어한다.
다음으로, 리더/태그 통합형 무선 인식 장치의 디지털 프로세서(33)가 리더 모드로 동작하기 위해, 디지털 프로세서(33)는 RFID 리더 아날로그부(20)의 RFID 리더 송신부(21)와 RFID 리더 수신부(23)를 활성화하여 리더로 동작하도록 제어한다. 이때, 디지털 프로세서(33)는 충돌을 방지하기 위해 채널 접근 제어를 수행할 수 있도록 한다.
18000-6C(Gen2 규격) 규격을 이용하는 리더 동작 절차를 예로들어, 본 발명 을 설명하면 다음과 같다.
디지털 프로세서(33)는 채널 점유 방식을 선택할 수 있도록 채널 접근 제어를 수행하는데, 채널 접근 제어부(도시되지 않음)는 상기 채널 접근 제어신호가 LBT 모드일 경우, LBT로 동작하며, 랜덤 접근 모드일 경우에는 랜덤 채널 접근 방식으로 전환한다.
채널 접근 제어부는 두 개의 채널 접근 방식 중 하나를 선택하여 한 개 채널을 점유하게 되면, 디지털 프로세서(33)로 보고하고, 이에 따라 디지털 프로세서(33)는 충돌방지 알고리즘에 따라 태그 데이터를 획득하기 위한 리더 명령어 변조 및 태그 수신 신호의 복조 기능을 수행할 수 있도록 RFID 리더 송신부(21)와 RFID 리더 수신부(23)를 제어한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, RFID 태그 및 RFID 리더를 하나로 통합하여 RFID 태그와 RFID 리더 기능을 동시에 지원함으로써, 사용 목적에 따라 RFID 태그 및 RFID 리더의 기능을 유연하게 제공하여 이동통신 단말기 등으로 응용 분야를 확장할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 리더/태그 통합형 무선 인식 장치에 있어서,
    백스캐터 방식으로 태그 데이터를 변조하여 출력하고, RFID 리더로부터 수신되는 명령을 복조하기 위한 RFID 태그 변복조수단;
    RFID 리더로 동작하기 위해, 태그로 명령을 변조하여 출력하고, 수신되는 태그 데이터를 복조하기 위한 RFID 리더 변복조수단;
    스위치 제어신호에 따라 상기 RFID 태그 변복조수단과 상기 RFID 리더 변복조수단 중 어느 하나를 안테나로 연결하기 위한 스위칭수단; 및
    태그 모드로의 동작 요구에 따라 상기 스위칭수단으로 상기 스위치 제어신호를 출력하고, 상기 RFID 태그 변복조수단이 활성화되도록 제어하며, 상기 RFID 태그 변복조수단을 통해 전달된 RFID 리더의 명령에 대응하여 태그 데이터를 읽어 상기 RFID 태그 변복조수단으로 전달하며, 리더 모드로의 동작 요구에 따라 상기 스위칭수단으로 상기 스위체 제어신호를 출력하고, 상기 RFID 리더 변복조수단이 활성화되도록 제어하며, 상기 RFID 리더 변복조수단을 통해 태그로 명령을 송출하도록 하고, 상기 RFID 리더 변복조수단을 통해 수신된 태그 데이터를 저장하는 리더/태그 통합 디지털 제어수단
    을 포함하는 리더/태그 통합형 무선 인식 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFID 태그 변복조수단은,
    상기 스위칭수단을 통해 입력되는 리더의 명령을 복조하여 상기 리더/태그 통합 디지털 제어수단으로 전송하는 복조수단;
    상기 리더/태그 통합 디지털 제어수단으로부터 전달된 태그 데이터를 변조하는 변조수단; 및
    상기 변조수단에 의해 변조된 태그 데이터의 RF 출력 레벨을 조정하기 위한 전력 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리더/태그 통합형 무선 인식 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 RFID 리더 변복조수단은,
    태그로 리더 명령을 송출하기 위해, 리더 명령을 변조하는 RFID 리더 송신수단;
    상기 RFID 리더 송신수단으로 변조 주파수를 제공하기 위한 위상조절수단;
    상기 스위칭수단을 통해 입력되는 태그 데이터의 RF 신호를 복조하기 위한 RFID 리더 수신수단; 및
    상기 RFID 리더 송신 수단으로부터 출력된 송신 주파수와 상기 스위칭수단을 통해 입력된 수신 주파수를 분리하기 위한 서큘레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 리더/태그 통합형 무선 인식 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 리더/태그 통합 제어수단은,
    상기 복조수단 또는 상기 RFID 리더 수신수단으로부터 각각 입력되는 아날로그 형태의 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환수단;
    리더 또는 태그로 동작하기 위한 프로그램과 태그 데이터를 저장하는 메모리수단;
    상기 변조수단 또는 상기 RFID 리더 송신수단으로 출력할 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환수단; 및
    태그 모드 또는 리더 모드 동작 명령에 따라 상기 스위칭수단으로 스위치 제어신호를 출력하고, 상기 RFID 태그 변복조수단 또는 상기 RFID 리더 변복조수단을 활성화시켜, RFID 리더 또는 RFID 태그로 동작하도록 제어하는 디지털 프로세서를 포함하는 하는 것을 특징으로 하는 리더/태그 통합형 무선 인식 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는,
    리더 모드로 동작하는 경우, 다수개의 태그로부터 수신되는 응답 신호를 충돌없이 수신하기 위해 충돌 방지를 위한 제어 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 리더/태그 통합형 무선 인식 장치.
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