KR20090089018A - 자가발전 알에프아이디 테그 및 이를 이용한 열차 정위치정차 자동 제어 시스템 - Google Patents

자가발전 알에프아이디 테그 및 이를 이용한 열차 정위치정차 자동 제어 시스템 Download PDF

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KR20090089018A
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Abstract

본 발명은 자가발전 기능을 갖는 RFID 테그 및 이를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템에 관한 것으로, 특히, RFID 테그와, RFID 리더 및 미들웨어를 필수 구성요소로 하여 RFID 테그와 RFID 리더 사이의 비접촉 통신을 수행하는 RFID 시스템에 있어서, 상기 RFID 테그는, 진동에너지나 전파에너지, 또는 진동에너지와 전파에너지를 전기에너지로 변환하는 자가발전수단; 및, 상기 자가발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 구성되어, 상기 축전수단에 저장된 전원을 RFID 테그에 공급함을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
설치 위치에 대한 정보를 저장하며, 자가발전 기능을 갖는 하나 이상의 RFID 테그로 이루어져, 선로를 따라 승강장에 설치되는 위치데이터송신부; 및, 열차에 설치되며, 상기 위치데이터송신부에서 전송하는 열차 위치에 대한 데이터를 수신하고, 열차 속도를 검출하여, 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 제어하는 열차신호제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템이다.
이러한 본 발명은, 자가발전 RFID 테그가 설치되는 주변 환경에서 발생하는 진동이나 전파 및, 광을 이용하여 발전을 수행한 후, 이를 이용하여 RFID 테그에 상시 전원을 공급하여 동작 대기 상태가 되도록 함으로써 빠른 응답속도를 구현할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 자가발전 RFID 테그를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템을 구현함으로써, 설치 및 유지 관리가 용이하며, 저렴하게 정위치 정차 기능을 수행 할 수 있게 되는 효과가 있다.
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RFID, RFID 테그, 자가발전, 정위치 정차

Description

자가발전 알에프아이디 테그 및 이를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템{RFID TAG WHIT SELF GENERATOR AND SYSTEM TO CONTROL TRAIN STOPPING AUTOMATICALLY}
본 발명은 자가발전 기능을 갖는 RFID(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION) 테그 및 이를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템에 관한 것으로, 특히, RFID 테그(TAG) 설치 장소에 존재하는 진동이나, 광(光), 또는 전자파를 이용하여 발전을 행하고 상기 발전된 전원으로 RFID 테그에 상시 전원을 공급함으로써 빠른 응답속도를 갖도록 한 것이다.
또한, 상기 자가발전 RFID 테그를 이용하여 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템을 구성함으로써 설치가 용이하고 저렴하며, 유지 및 관리를 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 RFID는 전파를 매개로 하는 초소형 칩과 안테나를 태그 형태로 사물에 부착한 후 RFID 리더(READER)를 통하여 사물 및 주변 환경 정보를 무선으로 네트워크에 전송하여 처리하는 일종의 비접촉형 자동식별 기술로 크게 RFID 태그와 RFID 리더 및 미들웨어로 구성된다.
이러한 RFID는 사용 용도에 따라 국제표준(INTERNATIONAL STANDARD: IS)화 되어 무선통신규격, 프로토콜, 데이터 콘텐츠 및 데이터포맷이 정의되어 있다.
비접촉형 IC 카드, 동물관리용 RFID, 공구관리용 RFID, 컨테이너 식별용 RFID 및 차량/화물의 자동인식용 RFID가 표준화되어 있으며, 지속적으로 그 영역을 넓혀 가고 있는 상태이다.
이러한 RFID는 그 사용 용도에 따라 사용 주파수 및 인식 거리가 구별되는 것으로 인식 거리의 경우 수 mm에서 13m에 이르기까지 다양하다.
도2a는 RFID의 기본적인 구성요소를 나타낸 것이고, 도2b는 RFID의 일 구성예를 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 종래 RFID는, RFID 리더에서 전송하는 전파를 RFID 태그에서 수신하여 수신된 전파로부터 동작 전원을 생성하여 통신을 수행한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 RFID 테그는 자체 전원을 가지고 있지 않아 응답속도가 늦고, 이로 인해 빠른 응답속도를 요구하는 곳에서는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
즉, RFID 리더에서 전송되는 전파로부터 전원을 생성하여 통신을 수행하므로 인해 그만큼 응답속도가 늦어져 빠르게 움직이는 물체나, 빠른 응답속도를 요구하는 곳에서는 사용할 수 없다는 문제점 등이 있었다.
예를 들어, 도3에서 도시되는 바와 같이, 본인의 선등록 발명인 대한민국 특허 등록 제 10-0756187호 "열차 정위치 정차 자동 제어 시스템 및 그 제어방법"에서는 차상통신제어부를 RFID 리더로 구성하고, 지상통신제어부를 RFID 테그로 구성 하여 승강장제어부에서 발생한 신호를 열차제어부로 전송하여 열차 제동 동작을 제어하도록 구성하였으나, 별도의 전원을 공급하여 상시 대기 상태로 하지 않으면 응답속도가 늦어 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
따라서 본인의 선등록 특허의 경우 승강장에 별도의 전원 공사를 하여야 하므로 인해 설치비용이 증가하고, 유지 및 관리가 용이하지 않다는 문제점 등이 있었다.
도면 중 미설명 부호 (1)은 제동제어부, (2)는 주간제어기, (3)은 제동신호분배기, (4)는 제동전자제어유닛(MICROPROCESSOR CONTROLLED ELECTRONIC CONTROL UNIT: ECU), (5)는 제동장치, (6)은 제동라인, (7)은 속도검출기, (8)은 정위치 정차점, (9)는 관리실, (10)은 통신망, (11)은 제동신호출력부, (12)는 열차제어부, (13)은 차상통신제어부, (14)는 차상표시부, (15)는 속도검출부, (21)은, 열차위치검출부, (22)는 위치표시부, (23)은 열차제어시스템, (24)는 신호출력부, (25)는 승강장제어부, (26)은 지상통신제어부를 각각 나타낸 것이다.
참고로, RFID 리더에서 전송하는 전파로 발전을 행하여 통신을 수행하기까지 소요되는 시간은 약 100msec이며, RFID 테그에 상시 전원을 공급한 상태에서의 응답속도는 약 2msec로 현격한 차이가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, RFID 테그 설치장소에 존재하는 진동이나, 광, 또는 전자파를 이용하여 발전을 행하여 RFID 테그에 상시 전원을 공급하여 줌으로써 응답속도를 현저히 상승시켜 전원 설비가 어려운 환경에서도 용이하게 설치, 사용할 수 있는 "자가발전 RFID 모듈 및 이를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"을 제공하기 위한 것이다.
즉, 진동에 의해 발전을 행하는 진동발전수단과, 전파에 의해 발전을 행하는 전파발전수단과, 쏠라셀(SOLAR CELL)에 의해 발전을 행하는 쏠라셀발전수단 및 축전수단을 이용하여 RFID 테그에 전원을 공급함으로써 전원 설비가 어려운 곳에서도 설치가 용이하고 빠른 응답속도를 갖는 자가발전 RFID 모듈 및, 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 “자가발전 RFID 테그"의 구성1은,
RFID 테그와, RFID 리더 및 미들웨어를 필수 구성요소로 하여 RFID 테그와 RFID 리더 사이의 비접촉 통신을 수행하는 RFID 시스템에 있어서,
상기 RFID 테그는,
진동에너지나 전파에너지, 또는 진동에너지와 전파에너지를 전기에너지로 변환하는 자가발전수단; 및,
상기 자가발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 이루어져, 상기 축전수단에 저장된 전원을 RFID 테그에 공급함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기에 있어서 상기 자가발전수단은, 쏠라셀을 이용하여 광에너지를 전기에 너지로 변환하는 쏠라셀발전수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
쏠라셀의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 자가발전수단은,
진동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동발전모듈;
전파에너지를 전기에너지로 변환하는 전파발전모듈; 및,
상기 진동발전모듈과 전파발전모듈에서 생성된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 진동발전모듈은,
탄성체가 장착되는 받침대;
상기 탄성체 위에 장착되는 영구자석; 및,
상기 영구자석 주위에 자기력의 방향에 대해 수직으로 설치되는 코일;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 탄성체는, 스프링, 또는 탄성 수지로 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 진동발전모듈은 진동에 의해 상기 탄성체에 장착된 영구자석이 상하 운동을 하면, 이에 의해 기전력이 발생하여 교류전원이 발생되도록 한 것이다.
상기 전파발전모듈은,
전파를 수신하는 안테나; 및,
상기 안테나에 수신된 전파 중 특정 전파를 동조시키는 동조부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 안테나에서 수신하는 전파는 60Hz임을 특징으로 한다.
상기 동조부는 안테나가 접속하는 코일과, 상기 코일에 병렬 접속된 가변콘덴서로 구성됨이 바람직하다.
이러한 전파발전모듈은 안테나에 수신되는 전파를 이용하여 발전을 행하기 위한 것이다.
상기 정류부는, 공지의 전파정류회로, 또는 반파정류회로로 구성됨이 바람직하다.
교류 전원을 직류전원으로 변환하는 전파정류회로, 또는 반파정류회로의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
상기 축전수단은, 충전지, 또는 콘덴서 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 축전수단을 콘덴서로 구성할 경우에는 대용량의 슈퍼콘덴서로 구성됨이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 기술적 사상에 의한 구성1은, 진동발전모듈과 전파발전모듈, 또는 쏠라셀발전모듈에서 발생하는 전원을 축전수단에 저장하였다가 RFID 테그에 공급함으로써 별도의 전원 공급 없이 RFID 테그를 상시 동작시켜 응답속도를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명 “자가발전 RFID 테그"의 구성2는,
RFID 테그와, RFID 리더 및 미들웨어를 필수 구성요소로 하여 RFID 테그와 RFID 리더 사이의 비접촉 통신을 수행하는 RFID 시스템에 있어서,
상기 RFID 테그는,
진동에너지를 전기에너지로 변환하여 직류전원을 출력하는 진동발전수단;
전파에너지를 전기에너지로 변환하여 직류전원을 출력하는 전파발전수단; 및,
상기 진동발전수단과 전파발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 이루어져, 상기 축전수단에 저장된 전원을 RFID 테그에 공급함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서 쏠라셀을 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 쏠라셀발전수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 진동발전수단은,
진동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동발전모듈; 및,
상기 진동발전모듈에서 발전된 교류 전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 전파발전수단은,
전파에너지를 전기에너지로 변환하는 전파발전모듈; 및,
상기 전파발전모듈에서 발전된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 구성2는, 진동발전모듈과 전파발전모듈 각각에서 발전하는 교류전원을 별개의 정류부를 통해 정류시킴으로써, 진동발전모듈과 전 파발전모듈의 설치 장소가 상이할 경우나, 또는 그 발전 특성이 상이할 경우 효율적으로 발전을 수행하도록 한 것이다.
한편, 본 발명 "자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템"은,
설치 위치에 대한 정보를 저장하며, 자가발전 기능을 갖는 하나 이상의 RFID 테그로 이루어져, 선로를 따라 승강장에 설치되는 위치데이터송신부; 및,
열차에 설치되며, 상기 위치데이터송신부에서 전송하는 열차 위치에 대한 데이터를 수신하고, 열차 속도를 검출하여, 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 제어하는 열차신호제어부;를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 위치데이터송신부를 이루는 자가발전 기능을 갖는 RFID 테그는,
설치 위치에 대한 정보가 저장되는 RFID 테그;
진동에너지나 전파에너지, 또는 진동에너지와 전파에너지를 전기에너지로 변환하는 자가발전수단; 및,
상기 자가발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 이루어져, 상기 축전수단에 저장된 전기를 RFID 테그에 공급함을 특징으로 한다.
상기 열차신호제어부는,
상기 위치데이터송신부와의 비접촉 통신을 수행하여 열차 위치를 나타내는 신호를 수신하는 RFID 리더;
열차의 속도를 검출하는 속도검출부;
상기 RFID 리더를 통해 수신한 열차 위치에 대한 신호와, 속도검출부를 통해 검출한 열차 속도로부터 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동량을 산출하여 출력하는 열차제어부; 및,
상기 열차제어부에 접속되어 상기 열차제어부에서 출력되는 제동량을 열차제동시스템에 인가하는 제동신호출력부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 구성3은 설치 위치에 대한 정보(자가발전 RFID 테그와 정위치 정차점과의 거리)가 저장되며 자가발전 기능을 갖는 RFID 테그를 선로를 따라 다수개 설치한 후, 열차 근접 시 저장된 설치 위치에 대한 정보를 열차신호제어부로 전송하여 열차제동시스템의 동작을 제어함으로써 정확한 정위치 정차를 할 수 있도록 한 것이다.
본 발명 "자가발전 RFID 테그"는 특히, 자가발전 RFID 테그가 설치되는 주변 환경에서 발생하는 진동이나 전파 및, 광을 이용하여 발전을 수행한 후, 이를 이용하여 RFID 테그에 상시 전원을 공급하여 동작 대기 상태가 되도록 함으로써 빠른 응답속도를 구현할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명 "자가발전 RFID 테그를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"은, 상기 자가발전 RFID 테그를 이용하여 설치 위치에 대한 정보를 열차신호제어부로 전송하여 열차제동시스템의 제동 동작을 제어함으로써 설치 및 유지 관리가 용이하며, 저렴하게 정위치 정차 기능을 수행 할 수 있게 되는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.
상기와 같이 구성된 본 발명 "자가발전 RFID 테그 및 이를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 부호를 사용한다.
<실시예1>
본 실시예1은 본 발명 "자가발전 RFID 테그"에 대한 구성 중 구성1에 대한 실시예를 나타낸 것이다.
따라서 본 실시예1에서는 진동발전모듈과 전파발전모듈에서 생성되는 교류전원을 하나의 정류부를 통해 정류하여 축전수단에 저장하는 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 본 실시예1에서는 광에너지를 전기에너지로 변환하는 쏠라셀발전수단을 포함하는 것을 예로 하여 설명한다.
이와 같이 본 실시예1을 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예들은 본 실시예1로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.
이하, 본 실시예1의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도1에서 도시되는 바와 같이, 진동발전모듈(111)과 전파발전모듈(112)의 출력단을 정류부(113)에 접속하여 자가발전수단(110)을 구성하고, 상기 자가발 전수단(110)과 쏠라셀발전수단(140)의 출력단을 축전수단(120)에 접속한 후, 상기 축전수단(120)에 RFID 테그(130)를 접속하여 본 실시예1을 구성한다.
상기 진동발전모듈(111)은, 도5에서 도시되는 바와 같이, 받침대(111g) 위에 탄성체인 스프링(111f)를 장착하고, 상기 스프링(111f) 위에 지지대(111e)를 통해 영구자석(111c)를 장착한 후, 상기 영구자석(111c)이 감싸지도록 자기력의 방향에 수직으로 코일(111d)을 감아 구성한다.
도면 중 미설명 부호 (111a)는 케이스, (111b)는 코일(111d)이 감기며 영구자석(111c)의 움직임을 안내하는 보빈(BOBBIN)을 각각 나타낸 것이다.
상기 전파발전모듈(112)은, 도6에서 도시되는 바와 같이, 안테나(ANT)에 동조코일(L1)과 가변콘덴서(C1)를 접속하여 구성한다.
상기 정류부(113)는, 도7에서 도시되는 바와 같이, 4개의 다이오드(D1~D4)를 사용하여 브릿지 정류회로를 구성하고, 그 출력단에 평활콘덴서(C11)과 제너다이오드(ZD)를 접속하여 구성한다.
또한, 상기 쏠라셀발전수단(140)은, 도8에서 도시되는 바와 같이, 쏠라셀(141)의 출력단에 역류방지용 다이오드(D11)를 접속하여 구성한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예1의 동작 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 진동발생모듈(111)에 진동이 가해지게 되면, 받침대(111g) 위에 스프링(111f)을 격해 장착된 영구자석(111c)이 스프링(111f)의 탄성에 의해 조그마한 진동에도 상하 운동을 하게 된다.
그러면, 상기 영구자석(111c) 주위에 설치된 코일(111d) 양단에 기전력이 발생하여 교류전원이 출력되게 된다.
상기 코일(111d) 양단에서 출력된 교류전원은 정류부(113)에 인가되어 전파 정류 및 평활 된 후 축전수단(120)에 인가되어 저장되게 된다.
한편, 상기 전파발전모듈(112)의 안테나(ANT)에 수신된 전파는 코일(L1)과 콘덴서(C1)로 이루어지는 공진회로를 통해 출력되게 된다.
상기 공진회로는 자가발전 RFID 테그가 설치되는 장소에서 전계강도가 강한 주파수와 동일한 공진주파수를 형성하도록 상기 가변콘덴서를 조절한다.
예를 들어, 지하철의 경우 60Hz 전원 주파수가 적당하다.
상기 전파발전모듈(112)에서 출력된 교류 파장(교류전원)은 정류부(113)에 인가되어 정류 및 평활되어 축전수단(130)에 저장된다.
마찬가지로 쏠라셀발전수단(140)에서 생성된 직류전원도 상기 축전수단(120)에 저장된다.
상기 축전수단(120)은, 충전지, 또는 슈퍼콘덴서로 구성됨이 바람직하다.
한편, 상기 축전수단(120)에 저장된 전기에너지는 RFID 테그(130)의 전원부에 접속되어 상시 전원을 공급하게 되고, 이로 인해 빠른 응답속도를 실현하게 된다.
이때, 상기 RFID 테그(130)는 상기 자가발전 수단과는 별도로, RFID 테그(130) 자체에 내장된 안테나(미도시)를 통해 RFID 리더에서 전송하는 전파에 의해서도 발전을 수행하여 전원을 생성함은 물론이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 "자가발전 RFID 테그"는, RFID 테그 설치 위치 주변에 존재하는 진동이나 전파, 또는 광을 이용하여 발전을 행하고, 상기 발전된 전원으로 RFID 테그에 상시 전원을 공급하여 줌으로써 별도의 전원 설비 없이 빠른 응답속도를 갖는 RFID 테그를 제공할 수 있게 되는 것이다.
<실시예2>
본 실시예2는 본 발명 "자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"에 대한 실시예를 나타낸 것이다.
본 실시예2에 있어서 위치데이터송신부를 10개의 자가발전 RFID 테그로 구성한 것을 예로 하여 설명하며, 상기 자가발전 RFID 테그는 자가발전수단과 RFID 테그로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
또한, 상기 자가발전수단은 진동발전모듈과 전파발전모듈로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.
이와 같이 본 실시예2를 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 실시예들은 본 실시예2로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.
이하, 본 실시예2의 구성에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도9에서 도시되는 바와 같이, 선로를 따라 승강장에 자가발전 기능을 갖는 10개의 RFID 테그(100a ~ 100j)를 설치하여 위치데이터송신부(300)를 구성한다.
이때 상기 자가발전 RFID 테그(100a ~ 100j)는 도3에서 실선으로 나타낸 바 와 같이 자가발전수단(110)과 축전수단(120) 및 RFID 테그(130)로 구성한다.
또한, 상기 자가발전 RFID 테그의 설치 위치와 대응되는 위치에 RFID 리더(230)를 설치하여 열차제어부(220)에 접속하고, 상기 열차제어부(220)에 속도검출부(210)와 제동신호출력부(240)를 접속한 후, 상기 제동신호출력부(240)의 신호출력단에 열차제동시스템(250)을 접속하여 본 실시예2를 구성한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예2의 동작 및 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 자가발전 RFID 테그(100a ~ 100j) 각각에 정위치 정차점(8)과의 거리에 대한 정보를 저장하여 선로를 따라 승강장에 설치한다.
그러면 상기 자가발전 RFID 테그(100a ~ 100j) 각각은 상기 자가발전수단(110)에 의해 전원이 생성되어 축전수단(120)에 저장되고, 상기 축전수단(120)에 의해 RFID 테그에는 상시 전원이 인가되게 된다.
이후, 열차가 승강장에 진입하여 RFID 리더(230)가 상기 자가발전 RFID 테그에 근접하게 되면, RFID 테그에 저장된 정위치 정차점(8)과의 위치 정보가 RFID 리더(230)에 전송되게 된다.
그러면, 상기 열차제어부(220)는 상기 속도검출부(210)에서 인가되는 열차의 속도와 RFID 리더(230)를 통해 수신되는 정위치 정차점(8)과의 거리로부터 열차의 제동량을 산출하여 열차제동시스템(250)에 인가하여 열차를 제동시키게 되는 것으로, 상기와 같은 동작을 자가발전 RFID 테그(100a ~ 100j) 설치 수(본 실시예에서는 10회) 만큼 반복 실시하여 열차를 정위치 정차점(8)에 정확히 정차시키게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구성2에 의한 실시예2는, 자가발전 기능을 갖는 RFID 테그를 선로를 따라 승강장에 다수개 설치하여 그 설치 위치 각각에 대한 위치 정보(정위치 정차점과의 거리)를 저장하였다가 열차 접근 시(RFID 리더 접근 시) 저장된 정보를 열차에 설치된 RFID 리더로 전송하여 상기 전송된 위치 정보와 속도검출기에서 출력되는 속도 정보로부터 열차가 정위치 정차점에 정차하기 위한 제동량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 지속적으로 반복 제어하는 것으로, 이러한 반복 제어를 통해 열차를 정위치 정차점에 정확하게 정차시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 위치 정보를 저장하고 있는 RFID 테그 자체에 자가발전 기능이 탑재되어 있으므로 전원 설비 없이 원하는 곳에 용이하게 장착할 수 있음으로 인해 설치가 용이하고, 비용이 저렴하며, 유지 보수 및 관리가 용이하게 되는 것이다.
그러나, 상기의 실시예1에서는 전파발전모듈의 공진회로를 이루는 콘덴서를 가변콘덴서로 하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 상기 콘덴서는 특정한 값으로 고정될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예들에 있어서는 자가발전 RFID 테그를 도1에서 도시되는 바와 같이 진동발전모듈과 전파발전모듈에서 생성되는 교류전원을 하나의 정류부를 통해 정류하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 도4에서 도시되는 바와 같이 상기 진동발전모듈과 전파발전모듈 각각에 별도의 정류부를 장착하여 구성할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기의 실시예2에 있어서는, 위치데이터송신부를 다수개의 자가발전 RFID 테그로 구성하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
즉, 하나의 자가발전수단에 다수개의 RFID 테그를 접속하여 전원을 공급할 수 있음을 밝혀둔다.
도 1 은 본 발명 "자가발전 알에프아이디 테그"의 구성을 나타낸 블록도,
도 2a 는 종래 RFID의 구성을 나타낸 도면,
도 2b 는 종래 RFID의 구성예를 나타낸 시스템 구성도,
도 3 은 본 선출원 발명의 구성을 나타낸 시스템 구성도,
도 4 는 본 발명 "자가발전 알에프아이 테그"의 다른 구성을 나타낸 블록도,
도 5 는 본 발명에 의한 진동발전모듈의 일 구성예를 나타낸 단면도,
도 6 은 본 발명에 의한 전파발전모듈의 일 구성예를 나타낸 회로도,
도 7 은 본 발명에 의한 정류부의 일 구성예를 나타낸 회로도,
도 8 은 본 발명에 의한 쏠라셀발전수단의 구성을 나타낸 도면,
도 9 는 본 발명 "자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정위치 정차 자동 제어 시스템"의 구성을 나타낸 시스템 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100,100a~100j: 자가발전 RFID 테그 110: 자가발전수단
110a: 진동발전수단 110b: 전파발전수단
111: 진동발전모듈 111a: 케이스
111b: 보빈 111c: 영구자석
111d: 코일 111e: 지지대
111f: 스프링 111g: 받침대
112: 전파발전모듈 113: 정류부
120: 축전수단 130: RFID 테그
140: 쏠라셀발전수단 141: 쏠라셀
200: 열차신호제어부 210: 속도검출부
220: 열차제어부 230: RFID 리더
240: 제동신호출력부 250: 열차제동시스템

Claims (21)

  1. RFID 테그와, RFID 리더 및 미들웨어를 필수 구성요소로 하여 RFID 테그와 RFID 리더 사이의 비접촉 통신을 수행하는 RFID 시스템에 있어서,
    상기 RFID 테그는,
    진동에너지나 전파에너지, 또는 진동에너지와 전파에너지를 전기에너지로 변환하는 자가발전수단; 및,
    상기 자가발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 구성되어, 상기 축전수단에 저장된 전원을 RFID 테그에 공급함을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자가발전수단은, 광에너지를 전기에너지로 변환하는 쏠라셀발전수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 자가발전수단은,
    진동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동발전모듈;
    전파에너지를 전기에너지로 변환하는 전파발전모듈; 및,
    상기 진동발전모듈과 전파발전모듈에서 생성된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  4. RFID 테그와, RFID 리더 및 미들웨어를 필수 구성요소로 하여 RFID 테그와 RFID 리더 사이의 비접촉 통신을 수행하는 RFID 시스템에 있어서,
    상기 RFID 테그는,
    진동에너지를 전기에너지로 변환하여 직류전원을 출력하는 진동발전수단;
    전파에너지를 전기에너지로 변환하여 직류전원을 출력하는 전파발전수단; 및,
    상기 진동발전수단과 전파발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 이루어져, 상기 축전수단에 저장된 전원을 RFID 테그에 공급함을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  5. 제 4 항에 있어서, 광에너지를 전기에너지로 변환하여 상기 축전수단에 저장하는 쏠라셀발전수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 진동발전수단은,
    진동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동발전모듈; 및,
    상기 진동발전모듈에서 발전된 교류 전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 전파발전수단은,
    전파에너지를 전기에너지로 변환하는 전파발전모듈; 및,
    상기 전파발전모듈에서 발전된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  8. 제 3 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동발전모듈은,
    탄성체가 장착되는 받침대;
    상기 탄성체 위에 장착되는 영구자석; 및,
    상기 영구자석 주위에 자기력의 방향에 대해 수직으로 설치된 코일;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 탄성체는, 스프링, 또는 탄성 수지로 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  10. 제 3 항, 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전파발전모듈은,
    전파를 수신하는 안테나; 및,
    상기 안테나에 수신된 전파 중 특정 전파를 동조시키는 동조부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 안테나에서 수신하는 전파는 60Hz임을 특징으로 하 는 자가발전 알에프아이디 테그.
  12. 설치 위치에 대한 정보가 저장되며, 자가발전 기능을 갖는 하나 이상의 RFID 테그로 이루어져, 선로를 따라 승강장에 설치되는 위치데이터송신부; 및,
    열차에 설치되며, 상기 위치데이터송신부에서 전송하는 열차 위치에 대한 데이터를 수신하고, 열차 속도를 검출하여, 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동량을 산출하여 열차제동시스템의 동작을 제어하는 열차신호제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 자가발전 기능을 갖는 RFID 테그는,
    설치 위치에 대한 정보가 저장되는 RFID 테그;
    진동에너지나 전파에너지, 또는 진동에너지와 전파에너지를 전기에너지로 변환하는 자가발전수단; 및,
    상기 자가발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 이루어져, 상기 축전수단에 저장된 전기를 RFID 테그에 공급함을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 자가발전 기능을 갖는 RFID 테그는,
    설치 위치에 대한 정보가 저장되는 RFID 테그;
    진동에너지를 전기에너지로 변환하여 직류전원을 출력하는 진동발전수단;
    전파에너지를 전기에너지로 변환하여 직류전원을 출력하는 전파발전수단; 및,
    상기 진동발전수단과 전파발전수단에서 생성된 전기에너지를 저장하는 축전수단;을 포함하여 이루어져, 상기 축전수단에 저장된 전원을 RFID 테그에 공급함을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 열차신호제어부는,
    상기 위치데이터송신부와 비접촉 통신을 수행하여 열차 위치를 나타내는 신호를 수신하는 RFID 리더;
    열차의 속도를 검출하는 속도검출부;
    상기 RFID 리더를 통해 수신한 열차 위치에 대한 신호와, 속도검출부를 통해 검출한 열차 속도로부터 열차를 정위치 정차점에 정차시키기 위해 필요한 제동량을 산출하여 출력하는 열차제어부; 및,
    상기 열차제어부에 접속되어 상기 열차제어부에서 출력되는 제동량을 열차제동시스템에 인가하는 제동신호출력부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 자가발전수단은,
    광에너지를 전기에너지로 변환하는 쏠라셀발전수단을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 자가발전수단은,
    진동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동발전모듈;
    전파에너지를 전기에너지로 변환하는 전파발전모듈; 및,
    상기 진동발전모듈과 전파발전모듈에서 생성된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 진동발전수단은,
    진동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동발전모듈; 및,
    상기 진동발전모듈에서 발전된 교류 전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 전파발전수단은,
    전파에너지를 전기에너지로 변환하는 전파발전모듈; 및,
    상기 전파발전모듈에서 발전된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  20. 제 17 항, 또는 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동발전모듈은,
    탄성체가 장착되는 받침대;
    상기 탄성체 위에 장착되는 영구자석; 및,
    상기 영구자석 주위에 자기력의 방향에 대해 수직으로 설치된 코일;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
  21. 제 17 항, 또는 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전파발전모듈은,
    전파를 수신하는 안테나; 및,
    상기 안테나에 수신된 전파 중 특정 전파를 동조시키는 동조부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자가발전 알에프아이디 테그를 이용한 열차 정차 자동 제어 시스템.
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