KR20110012470A - 다중 대역 알에프 아이디 태그 판독방법 및 리더기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 주파수를 채택하여 이루어지는 동물 식별용 태그를 모두 읽어 들일 수 있는 알에프아이디 태그 판독방법 및 멀티 리더기를 제공하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 알에프아이디 태그 판독방법 및 리더기에 관한 것으로,

태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서를 통하여 분리된 수신 신호의 일부 신호를 분기하여 전달하는 방향성 커플러; 상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터; 상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 데이터 수신을 제어하는 DSP; 및 상기 DSP의 제어신호에 따라 해당하는 주파수 대역을 스위칭시키는 RF 스위치와; 상기 RF 스위치의 제어에 따라 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 동시에 데이터를 송신하여 태그에 입력하는 FDX 모듈과; 상기 RF 스위치의 제어에 따라 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 송신을 번갈아가면서 필요한 데이터를 태그에 입력하는 HDX 모듈을 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

다중, 대역, 알에프 아이디 태그, 판독방법, 리더기

Description

다중 대역 알에프 아이디 태그 판독방법 및 리더기{A Multi-band RFID Tag Reading Method and RFID Reader}

본 발명은 다중 대역 알에프아이디 태그 판독방법 및 리더기에 관한 것으로, 특히 다양한 주파수를 채택하여 이루어지는 동물 식별용 태그를 모두 읽어 들일 수 있는 알에프아이디 태그 판독방법 및 멀티 리더기를 제공하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 알에프아이디 태그 판독방법 및 리더기에 관한 것이다.

통상의 RFID 시스템은 기본적으로 태그, 리더, 호스트 컴퓨터(또는 어플리케이션)로 구성된다. 태그는 무선주파수(Radio Frequency: RF) 기능과 메모리, 안테나(혹은 전원)로 구성되며, 태그의 메모리상의 ID 정보를 무선주파수를 사용하여 인터페이스한다. 태그 메모리상의 ID 정보와 무선주파수 인터페이스를 적용하는 대상과 활용하는 방법, 그리고 주어진 환경에 따라 RFID 시스템의 다양한 응용들이 개발되어 상용화되고 있다.

무선 주파수 인식(Radio Frequency Identification; RFID)은 무선주파수를 이용한 자동인식기술(Automatic Identification)의 하나로 바코드 및 스마트카드와 유사한 기능을 수행한다. RFID는 환경적인 요인(비, 눈, 안개, 오염 등)으로 제약 을 받는 바코드와 극히 제한된 거리(수mm - 수십mm)에서 인식되는 스마트카드와는 달리 환경적인 제한 상황에서도 인식이 가능하며 수m - 수십m 이내의 고속으로 이동하는 물체에 대한 인식이 가능하기 때문에 도서관리 시스템, 축산관리 시스템, 금융 시스템, 택배 관리 시스템, 자동통행료 징수 시스템(ETCS: Electronic Toll Collection System), 주차 시스템, 출입통제 시스템, 물류 시스템 등과 같은 산업전반의 분야에서 사용되고 있다.

이러한 RFID 태그는 IC 칩, 안테나 및 결착물(Adhesive Materials)로 이루어지며, 외부의 리더(Reader or Interrogator)와 소정의 데이터를 송수신하는 장치로서 트랜스폰더(transponder)라고도 한다.

즉, RFID 태그는 비접촉 방식으로 리더와 데이터를 송수신한다. 이용하는 주파수의 고저에 따라 유도성 결합(Inductive Coupling), 전자기 역산란 결합(Backscattering), 표면 음향파(SAW: Surface Acoustic Wave) 등을 이용할 수 있으며, 전자파를 이용한 전이중 방식(FDX: Full Duplex), 반이중 방식(HDX: Half Duplex) 및 순차적 방식(SEQ: Sequential)으로 리더와 데이터를 송수신할 수 있다.

또한, 송수신 방식으로는 진폭위상변조(ASK: Amplitude Shift Keying) 방식과 주파수 위상변조(FSK: Frequency Shift Keying) 방식이 있으며, 전자는 전자파의 진폭편이변조에 의해 송수신을 수행하고, 후자는 전자파의 주파수 변조에 의해 송수신을 수행한다. 또한, 일반적인 RFID 태그를 안테나 코일형식으로 분류하면 원형의 공심 코일을 사용하는 원반상의 안테나 코일과 봉상의 파라이트 코어에 에나멜선 등의 절연 피복 동선을 권취한 실린더상의 안테나코일 등 2종류가 존재하며, 외형은 각각의 안테나코일의 형상에 대응하여 전자는 원반상으로 후자는 봉상으로 형성된다.

이하 도면을 참조하여 종래 RFID 리더 시스템을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 RFID(Radio Frequency IDentification) 리더 시스템은 특정 주파수 대역을 이용하여 통신이 가능한 태그(Tag; 10)와, 상기 태그(10)와 무선 신호를 송,수신하는 RFID 리더(Reader)기(20)와, 상기 RFID 리더기(20)로부터 전송된 신호를 판별하여 특정 프로세스를 수행하는 호스트 컴퓨터(30)를 포함한다.

보다 상세히, 상기 태그(10)에는 소형 집적회로 칩이 내장될 수 있으며, 상기 집적회로 칩에 다양한 정보를 입력하여 물류관리 표식, 전자 신분증, 전자화폐, 신용카드, 동물 인식등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다.

상기 RFID 리더기(20)는 상기 태그(10)와 무선으로 데이터 신호를 송,수신하는 안테나(21)와 상기 안테나(21)와 연결되어 상기 데이터 신호를 호스트 컴퓨터(30)로 송,수신하는 회로부(22)를 포함하여 구성되며, 상기 태그(10) 및 호스트 컴퓨터(30) 사이의 원할한 데이터 전송을 매개한다.

한편, 동물용 RFID 관리 시스템은 ISO 11784/11785 규격을 준수하는 통합형 RFID 멀티 리더와 ISO 11784/11785 규격을 만족하는 태그 및 이를 관리하는 프로그램으로 구성되며, 동물관리를 네트워크로 구성함으로서 가축의 경우 생산이력 및 애완동물의 병력 및 유기여부를 확인하여 관리할 수 있는 통합 관리 인터페이스가 구축되어 있는바, 국제적으로는 동물형 RFID 표준은 ISO 11784/11785 규격을 따르 고 있으나, 기존에 국내에 보급된 트로반(Trovan)사의 RFID 테그는 ISO 11784 코드체계를 따르지 않아 동물용 RFID 코드 체계와 호환성이 떨어지는 문제점이 있고, 국내에서 자체 개발한 RFID 리더의 경우 FDX-B 프로토콜만을 지원하여, HDX 프로토콜의 태그를 인식하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로,

멀티 프로토콜 리더를 제공하여 다양한 제작사의 태그 정보를 모두 읽을 수 있는 태그 리더기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 알에프 아이디 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서를 통하여 분리된 수신 신호의 일부 신호를 분기하여 전달하는 방향성 커플러; 상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터; 상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 데이터 수신을 제어하는 DSP; 및 상기 DSP의 제어신호에 따라 해당하는 주파수 대역을 스위칭시키는 RF 스위치와; 상기 RF 스위치의 제어에 따라 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 동시에 데이터를 송신하여 태그에 입력하는 FDX 모듈과; 상기 RF 스위치의 제어에 따라 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 송신을 번갈아가면서 필요한 데이터를 태그에 입력하는 HDX 모듈을 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 멀티 플렉서를 통하여 분기되는 신호는 134.2kHz와 125kHz인 것이 특징이다.

또한, 멀티플렉서를 통해 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 단계와; 상기 멀티플렉서를 통하여 분리된 수신 신호의 일부 신호를 방향성 커플러로 분기하여 전달하는 단계와; 상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 RF 디텍터로 판별하는 단계와; 상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 DSP로 데이터 수신을 제어하는 단계와; 상기 DSP의 제어신호에 따라 RF 스위치로 해당하는 주파수 대역을 스위칭시키는 단계와; FDX 모듈을 이용하여 RF 스위치가 스위칭한 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 동시에 데이터를 송신하여 태그에 입력하는 단계와; HDX 모듈을 이용하여 RF 스위치가 스위칭한 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 송신을 번갈아가면서 필요한 데이터를 태그에 입력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 태그로부터 전송되는 신호를 주파수 대역에 구에받지 않고 판독할 수 있으므로 경제성이 높은 RFID 리더기를 제공하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 알에프 아이디 시스템 구성도.

도 3은 본 발명의 다중 대역 알에프 아이디 태그 리더기 상세 구성도.

도 4는 본 발명의 다중 대역 알에프 아이디 태그 판독방법 순서도로서,

본 발명은 다중 대역을 통하여 통신이 가능한 다종의 태그(100)와, 상기 태그와 무선 신호를 송수신하며 착탈 가능한 안테나(201)와, 상기 안테나와 연결되어 신호를 입출력하는 RFID 리더기(200)와, 상기 RFID 리더기로부터 전송된 신호를 판별하여 특정 프로세스를 수행하는 마이컴(300)을 포함한다.

상기 RFID 리더기는 상기 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 멀티 플렉서와, 상기 멀티 플렉서를 통하여 분리된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터와, 상기 데이터의 송수신 경로를 스위칭하는 RF 스위치와, 상기 RF 스위치의 작동을 제어하는 DSP(Ditital Signal Processor)와 FDX 동작 모듈과, HDX 동작모듈로 이루어진다.

상기 FDX 동작모듈은 동작주파수가 134.2kHz이며 FDX 방식으로 통신하기 위한 프로토콜이 내장되어 있다. 그리고 HDX 동작모듈은 동작주파수가 125kHz이며 HDX 방식으로 통신하기 위한 프로토콜이 내장되어 있다.

즉, 국제적으로 동물형 RFID 표준은 ISO11784/11785의 규격을 따르고 있는데 국내에 보급된 RFID태그는 국제 규격을 따르고 있지 않을 뿐만 아니라 국내에서 자 체 개발한 RFID의 경우 FDX 프로토콜만 지원하여, HDX 프로토콜의 태그를 인식하지 못하는 문제가 있는바, 본 발명에서는 FDX와 HDX 방식으로 프로그램된 태그를 모두 인식할 수 있도록 RFID 리더기에 FDX 모듈과 HDX 모듈을 모두 포함시켰다.

본 발명에 따른 RFID 리더기에서의 데이터 송수신은 각각의 주파수 대역에서 송신모드 및 수신모드가 주기적으로 온오프 됨으로서 이루어진다.

보다 상세하게는, 상기 DSP의 제어에 의하여 상기 RF 스위치가 주기적으로 송신 경로와 수신 경로를 번갈아 형성함으로서, 신뢰성이 높은 데이터의 송수신을 보장한다.

본 발명의 RFID 리더기는 서로 다른 대역을 이용하여 데이터 전송을 수행하므로 하나의 안테나를 이용하여 데이터 송수신에 무리가 없다.

본 발명의 RFID 리더기는 태그로부터 전달된 데이터 수신신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 멀티 플렉서(210)와, 상기 멀티 플렉서(210)를 통하여 분리된 수신신호 또는 상기 RFID 리더기로부터 상기 태그로 송신하는 신호의 일부 신호를 RF 디텍터(230)로 분기하여 전달하는 방향성 커플러(220)와, 상기 방향성 커플러(220)로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터(230)와, 상기 RF 디텍터(230)를 통하여 판별된 주파수 대역에 따라 해당 RF 스위치(250)를 제어하는 DSP(240)와, 상기 DSP(240)의 제어신호에 따라 송수신 모드를 온오프 시키는 RF 스위치(250)와, 전이중 방식(FDX: Full Duplex)으로 태그와 데이터를 송수신하는 FDX 동작 모듈(260)과, 반이중 방식(HDX: Half Duplex)으로 태그와 데이터를 송수신하는 HDX 동작모듈(270)로 이루어진다.

상기 RFID 리더기(200)의 동작 과정을 살펴보면, 다중 대역 안테나(201)를 통하여 수신 신호가 검출될 때, 상기 멀티 플렉서(210)는 상기 수신 신호를 FDX 대역인 134.2kHz와 HDX 대역인 125kHz의 신호로 분리한다. 상기 분리된 신호는 각 대역의 수신 경로상에 형성된 방향성 커플러(220)를 거쳐 RF 디텍터(230)로 전달된다. 보다 상세히, 상기 방향성 커플러(220)는 상기 멀티 플렉서(210)로부터 전송된 신호 중 일부를 RF 디텍터(230)로 전달하며, 상기 RF 디텍터(230)는 상기 수신 신호의 주파수 대역을 판별한다. 이후 상기 RF 디텍터(230)는 상기 판별된 신호를 DSP(240)로 전송하며, 상기 DSP(240)는 상기 신호를 기초로 해당 대역의 수신 경로 상에 형성된 RF 스위치(250)에 제어 신호를 송출한다.

상기 제어 신호를 수신하기 전 상기 RF 스위치(250)는 송신 모드를 온 시킨 상태로 존재하다가, 상기 DSP(240)로부터 제어신호 수신시 HDX형 모듈(270)은 규정에 따라 리더로부터 태그로의 데이터 이동이 번갈아 가면서 송신 및 수신되도록 하고, FDX형 모듈(260)은 규정에 따라 리더로부터 태그로의 데이터 이동과 태그로부터 리더로의 데이터 이동이 동시에 이루어지도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 방향성 커플러(220)나 RF 디텍터(230) 없이 상기 DSP(240)만을 이용하여, 상기 RF 스위치(250)를 제어할 수 있다. 이 경우 상기 RF 스위치(250)는 수신 신호의 입력 여하에 관계없이 주기적인 데이터 수신을 대기한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 두 RF 스위치(250)는 온 상태를 유지하다가 DSP(240)의 제어 신호에 따라 온, 오프를 반복할 수 있다.

보다 상세히, 상기 DSP(240)를 안테나에 연결하여 수신 신호의 입력 여부를 판별하고, 수신 신호 입력시 134.2kHz 대역과 125kHz 대역의 신호 전달 경로 상에 RF 스위치(250)를 각각 연결하여 HDX 모듈(270)과 FDX 모듈(260)의 통신을 가능토록 함으로서 그 구성을 간략화시킬 수 있다.

또한 상기와 같은 다중 대역 RFID 리더기(200)에 의하면, 태그(100)의 종류에 구애받지 않고 다중 대역을 이용하는 다종의 태그(100)를 단일의 RFID 리더기(200)를 통하여 인식할 수 있으므로, 상기 다종의 태그(100)를 인식하기 위하여 별개의 리더기를 구비해야 하는 종래에 비하여 가격 경쟁력이 높으며 공간의 활용도 및 효율을 높일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아니라 설명하기 위한 것이기 때문에 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위의 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 일반적인 알에프 아이디 시스템 구성도.

도 2는 본 발명의 알에프 아이디 시스템 구성도.

도 3은 본 발명의 다중 대역 알에프 아이디 태그 리더기 상세 구성도.

도 4는 본 발명의 다중 대역 알에프 아이디 태그 판독방법 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 태그

201: 안테나

210: 멀티 플렉서

220: 방향성 커플러

230: RF 디텍터

240: DSP

250: RF 스위치

260: FDX 모듈

270: HDX 모듈

300: 마이컴

Claims (3)

1. 알에프 아이디 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 멀티플렉서와;

   상기 멀티플렉서를 통하여 분리된 수신 신호의 일부 신호를 분기하여 전달하는 방향성 커플러와;

   상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 판별하는 RF 디텍터와;

   상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 데이터 수신을 제어하는 DSP와; 및

   상기 DSP의 제어신호에 따라 해당하는 주파수 대역을 스위칭시키는 RF 스위치와;

   상기 RF 스위치의 스위칭 제어에 따라 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 동시에 데이터를 송신하여 태그에 입력하는 FDX 모듈과;

   상기 RF 스위치의 스위칭 제어에 따라 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 송신을 번갈아가면서 필요한 데이터를 태그에 입력하는 HDX 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 대역 알에프아이디 태그 리더기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 멀티 플렉서를 통하여 분기되는 신호는 134.2kHz와 125kHz인 것을 특징 으로 하는 다중 대역 알에프아이디 태그 리더기.
3. 멀티플렉서를 통해 태그로부터 전송된 데이터 신호를 주파수 대역에 따라 분리하는 단계(S10)와;

   상기 멀티플렉서를 통하여 분리된 수신 신호의 일부 신호를 방향성 커플러로 분기하여 전달하는 단계(S20)와;

   상기 방향성 커플러로부터 전달된 신호의 주파수 대역을 RF 디텍터로 판별하는 단계(S30)와;

   상기 RF 디텍터로부터 전달된 신호를 판별하여 DSP로 데이터 수신을 제어하는 단계(S40)와;

   상기 DSP의 제어신호에 따라 RF 스위치로 해당하는 주파수 대역을 스위칭시키는 단계(S50)와;

   FDX 모듈을 이용하여 RF 스위치가 스위칭한 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 동시에 데이터를 송신하여 태그에 입력하는 단계(S60)와;

   HDX 모듈을 이용하여 RF 스위치가 스위칭한 태그의 데이터를 수신하고 데이터 수신과 송신을 번갈아가면서 필요한 데이터를 태그에 입력하는 단계(S70)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 대역 알에프아이디 태그 판독방법.

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