KR20080053195A - 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치 및방법 - Google Patents

배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명에 의하면, RFID 리더로부터 수신되는 신호에 의해 웨이크 업 신호를 발생함으로써 배터리의 수명을 좀 더 늘일 수 있는 효과가 있다. 즉, RFID 리더로부터의 신호에 따라 배터리의 동작을 시작시키는 웨이크 업 신호를 발생시킬 수 있으므로, RFID 리더 쪽에서 태그 내의 배터리를 제어하여 수명을 조절할 수 있게 된다. 그 결과 배터리의 수명은 물론이며, 그 배터리를 포함하고 있는 태그의 수명을 늘릴 수 있게 된다.
RFID, 활성화 명령, 활성화 코드, 웨이크업 신호

Description

배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치 및 방법{Apparatus and Method for wake-up generation of battery-powered passive tag}
본 발명은 RFID 태그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, RFID 리더로부터의 신호를 기준 신호와 비교하여 태그의 활성화 동작을 제어하는 배터리를 구비한 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT차세대핵심기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제번호: 2005-S-106-02, 과제명: RFID/USN용 센서 태그 및 센서 노드 기술개발].
RFID(Radio Frequency IDentification)는 제품에 붙이는 태그(Tag)에 생산, 유통, 보관 및 소비의 전 과정에 대한 정보를 담고 자체 안테나를 갖추고 있으며, 리더(Reader)로 하여금 이 정보를 읽고, 인공위성이나 이동통신망과 연계하여 정보시스템과 통합하여 사용되는 활동, 또는 칩을 말한다.
한편, RFID의 시스템은 전술한 바와 같이 정보를 저장하고 프로토콜로 데이터를 교환하는 태그 및 이 태그와 통신하는 리더(판독기)로 구성된다.
RFID 태그는 전원 공급의 유무에 따라 전원을 필요로 하는 능동(Active)형 과, 리더기의 전자기장에 의해 작동되는 수동(Passive)형과, 두 형태의 장점을 합친 것이라 할 수 있는 하이브리드형으로 구분된다.
능동형은 리더의 필요전력을 줄이고 리더와의 인식거리를 멀리 할 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, 하이브리드형 일명, 배터리 구비형 패시브 태그(passive battery powered tag)는 능동형처럼 자체 구비된 배터리(onboard batteries)에 의해 인식거리를 향상시키는 것은 물론, 수동형처럼 리더로부터 RF 전력을 공급받을 수 있어 반영구적으로 사용 가능한 장점을 가지고 있다.
한편, 배터리 구비형 패시브 태그는 저주파 발진기 예를 들어, RTC(real time clock)의 타이밍 신호를 이용하여 특정한 시간 간격마다 주기적으로 웨이크 업(wake-up)신호를 발생하고, 이 웨이크 업 신호의 발생에 의거하여 리더 특히, 리더와 통신하는 RF 송/수신부로 배터리의 전원을 공급한다. 이에 따라, RF 송/수신부는 리더로부터 수신되는 신호가 있는지를 검사한다.
그러나, 상기한 배터리 구비형 패시브 태그에 따르면, 리더와 통신이 없음에 불구하고 주기적으로 발생되는 웨이크 업 신호에 의해 배터리의 전원이 불가피하게 소모되어 배터리의 수명 그리고 그 배터리를 포함한 태그의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 상기의 문제점들을 해결하기 위해, 전력 소모의 효율을 극대화하여 배터리나 태그의 수명이 단축되지 않도록 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업신호 발생 장치를 제공하는 데 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 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치는, RFID 리더로부터의 입력 신호의 코딩 메커니즘에 따라 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 상기 입력 신호가 활성화 명령 신호이면 웨이크업 신호를 생성하는 신호 검출부; 및 상기 웨이크업 신호에 의해 상기 배터리의 전력 공급 기능을 활성화하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법은, RFID 리더로부터의 입력 신호의 코딩 메커니즘에 따라 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 상기 입력 신호가 활성화 명령 신호이면 웨이크업 신호를 생성하는 단계; 및 상기 웨이크업 신호에 의해 상기 배터리의 전력 공급 기능을 활성화하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명은 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, RFID 리더로부터 수신되는 신호에 의해 웨이크 업 신호를 발생함으로써 배터리의 수명을 좀 더 늘일 수 있는 효과가 있다. 즉, RFID 리더로부터의 신호에 따라 배터리의 동작을 시작시키는 웨이크 업 신호를 발생시킬 수 있으므로, RFID 리더 쪽에서 태그 내의 배터리를 제어하여 수명을 조절할 수 있게 된다. 그 결과 배터리의 수명은 물론이며, 그 배터리를 포함하고 있는 태그의 수명을 늘릴 수 있게 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하거나 간략하게 설명하는 것으로 한다.
한편, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 리더로부터 전송되는 활성화 명령의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 RFID 리더로부터 내부에 기 저장된 활성화 코드와 일치하는 간단한 웨이크업 프리앰블 신호 또는 활성화 명령 신호를 수신한 경우에만 배터리 동작을 활성화함으로써 에너지를 절약하여 배터리의 수명을 늘릴 수 있도록 한다.
배터리를 구비한 패시브 태그는 가까운 패시브 통신에 의해 야기되는 불필요한 디코딩 동작으로 인한 초과 배터리 누설(battery leakage)을 방지하는 것이 요구된다. 따라서 태그의 메모리 내에 저장된 활성화 코드와 동일한 유효한 활성화 마스크를 포함하는 활성화 명령을 수신할 때까지 에너지를 절약하기 위해 불활성화 상태(hibernate state)를 유지하는 것이 바람직하다. 활성화 명령을 수신한 경우 태그는 활성화되고 불활성화될 때까지 패시브 태그와 유사한 동작 모드(working mode)로 스위칭된다. 또한 활성화 명령은 동일한 환경 내의 다른 목적을 갖는 태그의 의도하지 않은 웨이크업을 피하기 위해 접두어 매칭(prefix matching)의 수단에 의해 태그 개체(tag population)의 서브셋을 활성화하기 위해 사용될 수 있다.
RFID 리더와 같은 인테로게이터(interrogator)의 범위 내에 있는 모든 배터리를 구비한 태그의 비선택적 활성화는 와일드카드(WC)의 발생(issuing)에 의해 지원될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 활성화 명령(activation command)은 활성화 프리앰블(activation preamble)(101)과 페이로드(payload)를 구성하는 활성화 마스크(activation mask)(105)로 구성된다.
활성화 프리앰블(101)은 특정 데이터 값, 예를 들어 연속의 두 개의 이진 0의 데이터 값과 두 개의 이진 1의 데이터 값을 갖는다. 태그는 수신 신호의 프리앰블의 데이터 값이 기 약속된 특정 데이터 값을 갖는 경우 수신 신호를 활성화 명령으로 판단한다. 이때 태그는 내부 칩의 일부 동작으로 프리앰블 신호의 데이터 값을 확인하며 태그의 배터리는 불활성화 상태이다.
활성화 마스크(105)는 수신 신호가 활성화 명령으로 판단되면 복조되어 태그에 기 저장된 활성화 코드(activation code)와 비교된다. 활성화 마스크가 활성화 코드와 일치하는 경우 수신 태그의 배터리 동작이 활성화된다.
활성화 코드(AC)는 임의로 선택된 값 또는 고유 식별자(UII)나 그 일부일 수 있고, 그 길이는 0 내지 96 비트 사이에서 선택된 값일 수 있다. 최소 마스크 길이(MML: Minimum Mask Length)가 상기 길이 필드에 사용될 수 있는 최소값을 제어한다. 상기 MML 레지스터는 마스크 매칭에 필요한 최소량의 비트이다. 활성화 명령을 지원하는 배터리 구비형 태그는 활성화 코드가 발견될 수 있는 메모리 위치를 지정하는 32비트의 AC 어드레스를 제공할 수 있다. AC 어드레스는 SAM(sensor address map) 주소에 후속되는 메모리 워드 22h MSB(most significant bit)를 처음으로 시작하는 TID 메모리(메모리 뱅크 102)에 저장될 수 있다. AC 어드레스는 표 1에 도시된 바와 같이 RFU(reserved for future), MML과 AC가 저장되는 메모리 뱅크(MB) 및 MML과 AC의 시작 주소를 특정하는 EBV(Extensible bit vector)를 포함한다.
RFU MB Address
비트수 6 2 24
서술(description) Reserved for future Memory bank selector AC 시작 주소(EBV)
에너지를 절약하기 위해 활성화 코드 체크 상태에서의 동작시 태그는 전술된 메모리 위치로부터 저전력 레지스터로 AC를 복사할 수 있다. 활성화 코드의 디폴트 값은 0일 수 있고, 일단 프로그램되면 활성화 메카니즘을 수행하는 각 태그는 0보다 큰 활성화 코드를 포함할 수 있다.
활성화 프로토콜은 가능한 간단한 단일 활성화 명령으로 구성되는 것이 바람직하며, 태그 응답은 요구되지 않는다. 활성화는 활성화 마스크가 태그에 저장된 활성화 코드와 매칭하는 활성화 마스크에 의해 제어된다. 활성화 마스크는 패스워드가 아니고 평문(plaintext)으로 전송된다. 활성화 마스크는 가변 길이를 갖고 웨이크업 신호의 수신자를 특정하는데 사용된다.
태그가 불활성화 상태를 유지하는 동안 전력 소모를 최소로 하기 위해 활성화 명령의 변조 및 디코딩은 패시브 명령을 변조하고 디코딩하기 위해 요구되는 회로에서보다 상당히 적은 에너지를 소모하는 회로에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 활성화 회로의 클락 레이트(clock-rate)는 전송된 활성화 명령을 변조 및 디코딩할 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다. 불활성화 상태에서 활성화 명령을 해석하는데 필요한 태그 ASIC의 일부만이 사용되는 것이 바람직하다.
RFID 리더는 예를 들어, 80-100%의 변조 깊이로 DS-ASK(Double Side Band-Amplitude Shift Keying), SSB-ASK(Single Side Band-ASK) 또는 PR-ASK(Phase Reverse-ASK)를 사용하여 활성화 명령을 전송할 수 있다. PIE 심벌이 활성화 명령을 인코딩하는데 사용되는 경우 데이터 0의 심벌을 위한 기준 시간 간격(reference time interval)은 Tari=125㎲±2% 일 수 있고, 데이터 1의 시간 간격은 1.5Tari 이상, 2.0Tari 이하일 수 있다.
가변 길이의 활성화 마스크는 최소 및 최대 길이가 설정될 수 있으며, 예를 들어 활성화 코드 길이에 따라 최소 8비트와 최대 96비트의 길이가 설정될 수 있다. 따라서 태그는 수신한 활성화 마스크를 활성화 코드와 비트 비교(bitwise comparison)를 수행할 수 있고, 매칭하지 않으면 즉시 불활성화 상태로 복귀할 수 있다. 활성화 마스크의 모든 비트가 활성화 코드와 매칭하여 활성화가 성공하면 태그는 디코딩을 수행하고 동작을 수행한다.
활성화 마스크가 태그에 의해 실제 수행되는 활성화 코드보다 짧게 선택되면, 활성화 코드와의 성공적인 프리픽스 매칭이 태그 활성화를 위해 요구된다. 활성화 마스크가 태그에 의해 실제 수행되는 활성화 코드보다 길게 선택되면, 웨이크업 명령이 더 긴 활성화 코드를 수행하는 다른 수신 태그를 위한 명령이므로 태그는 즉시 불활성화 상태로 복귀한다. 배터리 구비형 태그는 허용된 활성화 마스크의 길이의 하위 임계치보다 낮은 임계치로 수행될 수 있다.
개체군을 이루는 모든 배터리 구비형 태그를 활성화하고자 하는 경우에는, RFID 리더가 와일드카드를 사용하여 실행할 수 있다. 와일드카드는 예를 들어 연속의 0의 데이터로 구성된 특정 활성화 마스크일 수 있다. 와일드카드의 인식은 태그에 저장된 AC의 실제 값과 독립적일 수 있고, 특히 AC의 디폴트 값은 와일드카드 컨셉의 일부가 아니고 와일드카드 인식은 AC의 프로그래밍으로 실패하지 않는다. 와일드카드에 의한 활성화는 선택적이다.
표 2는 활성화 마스크와 활성화 코드의 일치/불일치의 예를 나타낸다.
항목 이진 표현 일치 여부
활성화 마스크 1010 0000 00100
활성화 코드(태그1) 1010 0000 001001 일치
활성화 코드(태그2) 1010 0000 00101 불일치
활성화 코드(태그3) 1010 0000 0010 불일치
활성화 메커니즘을 수행하는 태그는 활성화 명령 프리앰블을 수신할 때까지 불활성화 상태(hibernate state)를 유지하고, 프리앰블을 수신하면 활성화 명령을 디코딩하면서 활성화 코드를 체크하는 중간 상태(activation cod check state)로 스위칭된다. 이후 태그는 태그 활성화 시간(TA)이 경과하여 활성화되면 전력이 공급되어 패시브 태그의 동작을 위한 초기 상태인 준비 상태(ready state)가 된다. 태그 활성화 시간(TA)는 활성화 코드 체크가 끝나고 태그가 완전히 파워업되어 선택(Select) 또는 질의(Query) 명령을 수신할 준비가 되는데 요구되는 시간이다. 최대 태그 활성화 시간은 6*T비트(750㎲)일 수 있다. 일단 활성화되면, 배터리 구비형 패시브 태그는 특별히 다르게 규정되지 않은 경우 순수한 패시브 태그처럼 동작한다.
에너지를 절약하기 위해, 배터리 구비형 패시브 태그는 활성화 이후 자동으로 불활성화 상태로 복귀하거나 후속의 불활성화 임계 시간보다 긴 불활성화 기간의 도래에 의해 불활성화 상태로 복귀할 수 있다. 불활성화란 준비 상태에 있는 태그가 태그 동작에 진입하도록 하는 명령을 수신하지 않는 상태이다. 또한 리더가 배터리 구비형 태그를 식별하고 더 이상 상기 태그에 액세스할 필요가 없으면, 리더는 불활성화 명령을 사용하여 태그가 불활성화 상태로 복귀하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명의 웨이크업 신호 발생 장치는, 신호 검출부(200) 및 제어부(250)를 포함한다.
신호 검출부(200)는 RFID 리더로부터 수신한 신호의 코딩 메커니즘에 따라 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 상기 수신 신호가 활성화 명령 신호이면 웨이크업 신호를 생성하며, 제1 신호 검출부(210) 및 제2 신호 검출부(230)를 포함한다.
제1 신호 검출부(210)는 수신 신호의 프리앰블 데이터가 특정 데이터 값을 가지면 수신 신호를 활성화 명령으로 판단하고, 페이로드에 실려온 활성화 마스크를 복조하기 위해 활성화 체크 신호를 생성한다.
제2 신호 검출부(230)는 활성화 체크 신호에 의해 상기 수신 신호의 활성화 마스크를 복조하고, 기 저장된 활성화 코드와 비교하여 활성화 마스크와 활성화 코드가 일치하면 웨이크업 신호를 생성한다. 제2 신호 검출부(230)는 복조된 활성화 마스크의 연속된 데이터 값을 활성화 코드의 연속된 데이터 값과 비교하거나, 활성화 마스크의 연속된 데이터 값의 누적값을 활성화 코드의 특정 데이터 값과 비교할 수 있다.
제2 신호 검출부(230)는 입력 신호 펄스 간의 코딩 메커니즘에 따라 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 특정 데이터 값이 이진 1로 입력되는 것을 나타내는 트리거 신호를 발생시키는 트리거신호 발생부(231), 트리거신호 발생부(231)에서 발생한 신호와 상기 입력 신호로부터 웨이크업 데이터를 생성하는 비교데이터 생성부(233), 활성화 코드에 대응하는 기준 데이터를 출력하는 레퍼런스 출력부(235) 및 비교데이터 생성부(233)에서 출력되는 웨이크업 데이터가 레퍼런스 출력부(235)의 기준 데이터와 일치하면 웨이크업 신호를 생성하는 비교부(237)를 포함한다.
제어부(250)는 비교부(237)로부터 출력되는 웨이크업 신호에 의해 배터리의 전력 공급 기능을 활성화시킨다. 제어부(250)는 웨이크업 데이터와 기준 데이터가 일치하지 않으면 활성화 명령이 자신을 위한 명령이 아니라고 판단하여 트리거신호 발생부(231)의 동작을 중지시킴으로써 태그의 불활성화 상태를 유지시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 제2 신호 검출부(230)의 구성을 신호 선의 이름을 명시하여 도시한 것이다. 모든 구성 부분들은 도 2와 도 3이 서로 동일하다.
이하, 도 3에 기재된 신호 이름을 사용하여 배터리를 활성화시켜 전력을 공급하게 하는 웨이크 업 신호를 발생시키는 것에 대해 설명한다. 이하에서 언급될 것이지만, 결국은 RFID 리더와 미리 정해진 웨이크업 신호를 이용한 '웨이크업 발생 매커니즘'에 의거하여 웨이크업 신호를 발생시키는 것이다.
상기 웨이크 업 발생 매커니즘은 PIE(Pulse interval encoded) 매커니즘과 PLM(Pulse Length Modulation) 매커니즘 중 어느 하나일 수 있고, 신호 검출은 모노플롭(mono-flop) 회로를 바탕으로 한다.
또한, 상기한 웨이크 업 발생 매커니즘은 RFID 리더로부터 수신되는 특정 명령(special command)(예를 들어, 불활성화 명령)이나 미리 정해놓은 특정 시간(certain timeout)의 경과에 의해 중지되는 것이 바람직할 것이다. 즉, 트리거신호 발생부(231)가 상기 RFID 리더로부터 미리 정해진 명령을 수신하거나 미리 정해진 시간대가 되면 제어부(250)의 제어 신호에 따라 트리거 신호 발생을 중지하는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업신호 발생장치에서 발생되는 신호 파형을 나타내는 예시도이다. 도 4를 참조하여 상기한 PIE 매커니즘을 상세하게 설명한다. PIE 메커니즘은 이진 데이터 0과 데이터 1을 표현하는데 있어서 펄스의 유지시간이 다른 코딩 방법이고, 따라서 데이터 0과 데이터 1에 대한 펄스 주기가 다르며 보통 데이터 1의 주기가 길다.
먼저, 트리거신호 발생부(231)는 제1 신호 검출부(210)로부터 출력되는 활성화 체크 신호에 따라 입력 신호(Signal-in)의 PIE 매커니즘에 따라 펄스의 한 주기인 'T0(Binary 0의 값)'와 'T1(Binary 1의 값)'이 연속하여 입력되는 경우, 'T1'의 하강엣지(falling edge)에서 트리거신호(Q-MF)를 발생시킨다. 이 경우 트리거 신호의 하강엣지를 기준으로 예를 들면 비교데이터 생성부(233)와 같은 다른 구성부분들의 동작이 시작되므로 트리거 신호를 발생시킨다는 것은 그 시점에서 트리거 신호의 하강엣지라는 것을 뜻한다. 제1 신호 검출부(210)로부터 입력되는 신호(signal-in)는 활성화 명령의 활성화 마스크이다.
여기서, 트리거 신호(Q-MF)의 발생에 대한 전제조건으로 T0 < Tmf < T1의 관계가 성립되어야 할 것이다.
즉, 트리거신호 발생부(231)는 PIE 메커니즘에 따라 이진 0의 값과 이진 1의 값이 연속해서 입력되면 펄스의 주기를 측정하여 이진 1의 값에 대해서만 상기 트리거 신호를 발생하여 상기 이진 1의 주기가 끝날 때까지 지속한다. 이를 위해서는 상기 이진 1의 펄스가 시작되어 상기 트리거 신호가 발생할 때까지를 Tmf 라고 하면 T0 < Tmf < T1 의 관계가 성립되어야 한다.
비교데이터 생성부(233)는 signal-in 신호와 트리거 신호(Q-MF)를 기초로 활성화 마스크에 대응되는 웨이크업 데이터 신호(Data-received)를 생성한다. 비교데이터 생성부(233)는 Serial Shift Register와 같은 소자로 구현할 수 있을 것이다.
다음으로, 비교부(237)는 비교데이터 생성부(233)로부터 입력되는 웨이크업 데이터(Data-received)와 레퍼런스 출력부(235)로부터 입력되는 활성화 코드에 대응하는 기준 데이터(Data-reference)를 비교하여 일치하는 경우, 웨이크업 신호(Wakeup_OK)를 출력한다. 데이터의 일치 여부는 상기 웨이크업 데이터 각각의 값과 상기 기준 데이터 각각의 값이 모두 동일한지 또는 상기 웨이크업 데이터의 누적값과 상기 기준 데이터의 특정 데이터 값이 동일해지는지로 판단할 수 있다. 전자의 경우 비교부(237)는 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이와 동일하거나 짧으면 웨이크업 데이터가 기준 데이터와 일치하는지 여부를 판단하고, 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이보다 길면 제어부가 트리거 신호의 발생을 중지시키도록 할 수 있다. 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이보다 짧으면 웨이크업 데이터가 기준 데이터의 프리픽스(prefix)와 동일한지 여부로 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업신호 발생 장치에서 발생되는 신호 파형을 나타내는 다른 예시도이다. 도 5를 참조로 하여 상기한 PLM 매커니즘을 상세하게 설명한다. PLM 메커니즘은 PIE 메커니즘과는 달리 데이터 0과 데이터 1을 표현하는데 있어서 펄스의 주기가 같으나, 주기 내에서 펄스 폭이 다른 코딩 방법이다. 이 경우 펄스 주기에서 데이터 0의 펄스 폭을 뺀 시간을 'T0', 펄스 주기에서 데이터 1의 펄스 폭을 뺀 시간을 'T1'으로 정의할 수 있으며 'T1'이 'T0'보다 길다.
먼저, 트리거신호 발생부(231)는 제1 신호 검출부(210)로부터 출력되는 활성화 체크 신호에 따라 입력 신호(Signal-in)의 PLM 매커니즘에 따라 'T0(Binary 0의 값)'에 해당되는 펄스와 'T1(Binary 1의 값)'에 해당되는 펄스가 연속하여 입력되는 경우, 'T1'을 갖는 펄스의 하강엣지(falling edge)에서 트리거 신호(Q-MF)를 발생시킨다. 여기서, 트리거 신호(Q-MF)의 발생에 대한 전제조건으로 T0 < Tmf < T1의 관계가 성립되어야 할 것이다.
즉, 트리거신호 발생부(231)는 활성화 마스크의 신호가 PLM 메커니즘에 따라 이진 0의 값과 이진 1의 값이 연속해서 입력되면 펄스 주기의 시작부터 펄스의 상승에지(rising edge)까지의 시간을 측정하여 이진 1의 값에 대해서만 상기 트리거 신호를 발생하여 상기 이진 1의 주기가 끝날 때까지 지속한다. 이를 위해서는 상기 이진 1의 펄스가 시작되어 상기 트리거 신호가 발생할 때까지를 Tmf 라고 하면 T0 < Tmf < T1 의 관계가 성립되어야 한다.
비교데이터 생성부(233)는 signal-in 신호와 트리거 신호(Q-MF)를 기초로 활성화 마스크에 대응되는 웨이크업 데이터신호(Data-received)를 생성한다. 비교부(237)는 비교데이터 생성부(233)로부터 입력되는 웨이크업 데이터 신호(Data-received)와 레퍼런스 출력부(235)로부터로 입력되는 활성화 코드에 대응하는 기준 데이터(Data-reference)를 비교하여 일치하는 경우, 웨이크업 신호(Wakeup_OK)를 출력한다. 데이터의 일치 여부는 상기 웨이크업 데이터 각각의 값과 상기 기준 데이터 각각의 값이 모두 동일한지 또는 상기 웨이크업 데이터의 누적값과 상기 기준 데이터의 특정 데이터 값이 동일해지는지로 판단할 수 있다. 전자의 경우 비교부(237)는 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이와 동일하거나 짧으면 웨이크업 데이터가 기준 데이터와 일치하는지 여부를 판단하고, 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이보다 길면 제어부가 트리거 신호의 발생을 중지시키도록 할 수 있다. 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이보다 짧으면 웨이크업 데이터가 기준 데이터의 프리픽스(prefix)와 동일한지 여부로 판단할 수 있다.
결과적으로 본 발명을 이용하면 RFID 리더로부터의 간단한 웨이크업 프리앰블 신호, 즉 활성화 명령에 따라 배터리의 동작을 시작시키는 웨이크 업 신호를 발생시킬 수 있으므로, RFID 리더 쪽에서 태그 내의 배터리를 제어하여 수명을 조절할 수 있게 된다. 그 결과 배터리의 수명과 그 배터리를 포함하고 있는 태그의 수명을 늘릴 수 있게 된다.
한편 도 4 및 도 5의 예시에 의한 PIE 매커니즘 및 PLM 매커니즘은 도 1의 제1 신호 검출부에서의 프리앰블 데이터 확인 과정에도 적용될 수 있으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하겠다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법을 설명하는 흐름도이다. 전술된 내용과 중복되는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.
도 6을 참조하면, 태그는 RFID 리더로부터 수신한 신호의 코딩 메커니즘에 따라 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 상기 수신 신호가 활성화 명령 신호이면 웨이크업 신호를 생성하고, 상기 웨이크업 신호에 의해 상기 배터리의 전력 공급 기능을 활성화한다.
먼저 태그의 제1 신호 검출부는 RFID 리더로부터 입력되는 신호의 프리앰블이 특정 데이터 값을 갖는지를 판단한다(S610). 신호 검출부는 프리앰블 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 생성한 이진 데이터 값이 특정 값을 갖는지 여부를 판단할 수 있다.
제1 신호 검출부는 프리앰블이 특정 데이터 값을 가지면, 입력 신호를 활성화 명령으로 판단하고 활성화 마스크와 활성화 코드 비교를 위한 활성화 체크 신호를 생성한다(S620).
제2 신호 검출부는 활성화 마스크의 펄스 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 이진 1의 데이터 값에서 트리거 신호를 발생시키고(S630), 상기 트리거 신호와 입력 신호를 기초로 웨이크업 데이터를 생성한다(S640).
제2 신호 검출부는 기 저장된 활성화 코드에 대응하는 기준 데이터를 출력하고(S650), 웨이크업 데이터와 기준 데이터가 일치하는지를 판단한다(S660).
제2 신호 검출부는 웨이크업 데이터와 기준 데이터가 일치하면 웨이크업 신호를 생성한다(S670). 데이터의 일치 여부는 상기 웨이크업 데이터 각각의 값과 상기 기준 데이터 각각의 값이 모두 동일한지 또는 상기 웨이크업 데이터의 누적값과 상기 기준 데이터의 특정 데이터 값이 동일해지는지로 판단할 수 있다. 전자의 경우 제2 신호 검출부는 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이와 동일하거나 짧으면 웨이크업 데이터가 기준 데이터와 일치하는지 여부를 판단하고, 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이보다 길면 제어부가 트리거 신호의 발생을 중지시키도록 할 수 있다. 웨이크업 데이터의 길이가 기준 데이터의 길이보다 짧으면 웨이크업 데이터가 기준 데이터의 프리픽스(prefix)와 동일한지 여부로 판단할 수 있다.
단계 610에서 프리앰블이 특정 데이터 값을 갖지 않으면, 배터리는 불활성화 상태가 계속되므로 태그는 휴면 상태를 유지하게 된다(S690).
본 발명에서는 활성화 명령을 프리앰블과 페이로드로 구분하여 프리앰블 데이터를 확인한 후 페이로드의 연속 데이터를 확인하여 웨이크업 신호 생성 여부를 판단하는 예를 설명하였으나, 다른 예로서 활성화 명령을 하나의 프리앰블 신호로 하여 연속하여 입력되는 일련의 펄스에 대한 1회 확인으로 웨이크업 신호 생성 여부를 판단할 수도 있다. 후자의 경우 전술된 제1 신호 검출부의 동작이 생략될 수 있을 것이다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 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. 따라서 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 리더로부터 전송되는 활성화 명령의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2의 제2 신호 검출부의 구성을 신호 선의 이름을 명시하여 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업신호 발생장치에서 발생되는 신호 파형을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업신호 발생 장치에서 발생되는 신호 파형을 나타내는 다른 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (21)

  1. 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치에 있어서,
    RFID 리더로부터의 입력 신호의 코딩 메커니즘에 따라 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 상기 입력 신호가 활성화 명령 신호이면 웨이크업 신호를 생성하는 신호 검출부; 및
    상기 웨이크업 신호에 의해 상기 배터리의 전력 공급 기능을 활성화하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 검출부는,
    상기 입력 신호의 프리앰블이 특정 데이터 값을 가지면 상기 입력 신호를 활성화 명령 신호로 판단하고 활성화 체크 신호를 생성하는 제1 신호 검출부; 및
    상기 활성화 체크 신호에 의해 상기 입력 신호의 활성화 마스크를 기 저장된 활성화 코드와 비교하여 상기 활성화 마스크와 상기 활성화 코드가 일치하면 상기 웨이크업 신호를 생성하는 제2 신호 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 신호 검출부는,
    상기 입력 신호의 프리앰블 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 생성한 데이터가 특정 값을 가지면 활성화 체크 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 신호 검출부는,
    상기 입력 신호의 활성화 마스크의 펄스 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 이진 1의 데이터 값에서 트리거 신호를 발생시키는 트리거신호 발생부;
    상기 트리거 신호와 상기 활성화 마스크를 기초로 웨이크업 데이터를 생성하는 비교데이터 생성부;
    상기 활성화 코드에 대응하는 기준 데이터를 출력하는 레퍼런스 출력부; 및
    상기 웨이크업 데이터와 상기 기준 데이터가 일치하면 상기 웨이크업 신호를 생성하는 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 트리거신호 발생부는,
    상기 수신 신호에서 상이한 펄스 주기를 가지는 이진 0의 값과 이진 1의 값이 연속해서 입력되면 이진 1의 값에 대해서만 상기 트리거 신호를 발생하여 상기 이진 1의 주기가 끝날 때까지 지속하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신 신호에서 이진 0의 값에 대한 펄스 주기를 'T0', 이진 1의 값에 대한 펄스 주기를 'T1', 상기 이진 1의 펄스가 시작되어 상기 트리거 신호가 발생할 때까지를 Tmf 라고 하면, T0 < Tmf < T1 의 관계인 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 트리거신호 발생부는,
    상기 수신 신호에서 펄스 주기는 같고 펄스 유지 시간만 다른 이진 0의 값과 이진 1의 값이 연속해서 입력되면 이진 1의 값에 대해서만 상기 트리거 신호를 발생하여 상기 이진 1의 주기가 끝날 때까지 지속하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수신 신호에서 이진 0의 값에 대한 펄스 간 유지 시간을 'T0', 이진 1의 값에 대한 펄스 간 유지 시간을 'T1', 상기 펄스의 이진 1의 값이 시작된 후에 상기 트리거 신호가 발생할 때까지를 Tmf 라고 하면, T0 < Tmf < T1 의 관계인 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 비교부는,
    상기 웨이크업 데이터와 상기 기준 데이터의 연속된 데이터 값을 각각 비교하거나, 상기 웨이크업 데이터의 연속된 데이터 값의 누적값을 상기 기준 데이터의 특정 값과 비교하여 데이터 일치 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 비교부는,
    상기 웨이크업 데이터의 길이가 상기 기준 데이터의 길이보다 짧으면 상기 웨이크업 데이터가 상기 기준 데이터와 일치하는지 여부를 판단하고,
    상기 웨이크업 데이터의 길이가 상기 기준 데이터의 길이보다 길면 상기 트리거 신호의 발생을 중지하도록 하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 패시브 태그가 상기 RFID 리더로부터 불활성화 명령을 수신하거나 미리 정해진 시간이 경과하면 상기 활성화 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 장치.
  12. 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법에 있어서,
    (a) RFID 리더로부터의 입력 신호의 코딩 메커니즘에 따라 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 상기 입력 신호가 활성화 명령 신호이면 웨이크업 신호를 생성하는 단계; 및
    (b) 상기 웨이크업 신호에 의해 상기 배터리의 전력 공급 기능을 활성화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 입력 신호의 프리앰블이 특정 데이터 값을 가지면 상기 입력 신호를 활성화 명령 신호로 판단하고 활성화 체크 신호를 생성하는 단계; 및
    (a2) 상기 활성화 체크 신호에 의해 상기 입력 신호의 활성화 마스크를 기 저장된 활성화 코드와 비교하여 상기 활성화 마스크와 상기 활성화 코드가 일치하면 상기 웨이크업 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 (a1) 단계는,
    상기 입력 신호의 프리앰블 펄스의 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 생성한 데이터가 특정 값을 가지면 상기 활성화 체크 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 (a2) 단계는,
    상기 입력 신호의 활성화 마스크의 펄스 주기나 펄스 간의 유지 시간을 측정하여 이진 1의 데이터 값에서 트리거 신호를 발생시키는 단계;
    상기 트리거 신호와 상기 활성화 마스크를 기초로 웨이크업 데이터를 생성하는 단계;
    상기 활성화 코드에 대응하는 기준 데이터를 출력하는 단계; 및
    상기 웨이크업 데이터와 상기 기준 데이터가 일치하면 상기 웨이크업 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 상기 수신 신호에서 상이한 펄스 주기를 가지는 이진 0의 값과 이진 1의 값이 연속해서 입력되면 이진 1의 값에 대해서만 발생하여 상기 이진 1의 주기가 끝날 때까지 지속하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 수신 신호에서 이진 0의 값에 대한 펄스 주기를 'T0', 이진 1의 값에 대한 펄스 주기를 'T1', 상기 이진 1의 펄스가 시작되어 상기 트리거 신호가 발생할 때까지를 Tmf 라고 하면, T0 < Tmf < T1 의 관계인 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 상기 수신 신호에서 펄스 주기는 같고 펄스 유지 시간만 다른 이진 0의 값과 이진 1의 값이 연속해서 입력되면 이진 1의 값에 대해서만 발생하여 상기 이진 1의 주기가 끝날 때까지 지속하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 수신 신호에서 이진 0의 값에 대한 펄스 간 유지 시간을 'T0', 이진 1의 값에 대한 펄스 간 유지 시간을 'T1', 상기 펄스의 이진 1의 값이 시작된 후에 상기 트리거 신호가 발생할 때까지를 Tmf 라고 하면, T0 < Tmf < T1 의 관계인 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 웨이크업 신호 생성 단계에서,
    상기 웨이크업 데이터와 상기 기준 데이터의 연속된 데이터 값을 각각 비교하거나, 상기 웨이크업 데이터의 연속된 데이터 값의 누적값을 상기 기준 데이터의 특정 값과 비교하여 데이터 일치 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 웨이크업 데이터의 길이가 상기 기준 데이터의 길이보다 짧으면 상기 웨이크업 데이터가 상기 기준 데이터와 일치하는지 여부를 판단하고,
    상기 웨이크업 데이터의 길이가 상기 기준 데이터의 길이보다 길면 상기 트리거 신호의 발생을 중지하는 것을 특징으로 하는 배터리 구비형 패시브 태그의 웨이크업 신호 발생 방법.
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