KR20120066566A - Method and apparatus for controlling reader in radio frequency identification system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 주파수 식별 시스템, 예컨대 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 리더(reader)간 충돌을 최소화하는데 적합한 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for preventing data collision in a radio frequency identification system suitable for minimizing collisions between readers in a radio frequency identification system, such as a radio frequency identification system.
RFID(Radio Frequency IDentification)는 바코드와 같은 자동 인식 시스템의 한 분야로 무선 전파(radio wave)를 이용한 태그로부터 리더를 통해 물체의 정보를 자동 인식할 수 있다. 이러한 RFID는 최근의 반도체 집적도와 메모리 용량의 증가로 저가의 태그 기술이 발전하면서 인식률이 떨어지고 손상되기 쉬웠던 기존의 바코드 시스템을 대체할 기술로 각광받고 있다. 특히, RFID는 비접촉식 기술로 태그를 읽기 위한 가시거리(line-of-sight)를 요구하지 않으며, 동시에 대량의 물품을 고속으로 인식할 수 있고, 많은 양의 정보를 전송 할 수 있다는 장점을 가지고 있어 물류 및 제조 분야 등에서 물체를 인식하고 추적하며, 재고 조사 등을 위한 체계적이고 효율적인 물류 관리 시스템에 적용되고 있다.Radio Frequency IDentification (RFID) is a field of an automatic recognition system such as a barcode, and can automatically recognize information of an object through a reader from a tag using a radio wave. Such RFID has been spotlighted as a technology to replace the existing bar code system, which has been degraded and easily damaged due to the development of low-cost tag technology due to the recent increase in semiconductor density and memory capacity. In particular, RFID is a non-contact technology that does not require line-of-sight to read tags, and at the same time has the advantage of being able to recognize large quantities of goods at high speed and to transmit large amounts of information. It is applied to a systematic and efficient logistics management system for recognizing and tracking objects in the logistics and manufacturing fields, and for inventory investigation.
하지만 현재 진행 중인 RFID 기술의 표준화는 RFID 시스템에서 발생할 수 있는 태그 충돌(tag collision)이나 리더 충돌로 인하여 태그가 부착된 물품의 정보를 인식하는 효율이 떨어지는 등의 문제를 가지고 있다. 특히 이러한 RFID 시스템에서의 태그 충돌이나 리더 충돌로부터 오는 태그 인식 효율과 인식 속도의 감소로 인하여 RFID 시스템을 산업화하기에 어려움이 되고 있다. 따라서 태그의 정보 인식률과 인식 속도를 감소시키는 요인인 태그 충돌이나 리더 충돌을 해결할 수 있다면 RFID는 현재의 바코드를 대체하여 효율적인 시스템을 구축할 수 있을 것이다.However, the ongoing standardization of RFID technology has problems such as inefficient recognition of information on tagged articles due to tag collision or reader collision that may occur in an RFID system. In particular, it is difficult to industrialize the RFID system due to the reduction of the tag recognition efficiency and the recognition speed resulting from the tag collision or the reader collision in the RFID system. Therefore, if tag collision or reader collision, which is a factor that reduces tag information recognition rate and recognition speed, can be solved, RFID will be able to build an efficient system by replacing the current barcode.
RFID 시스템에서 태그 충돌은 다수의 태그들이 하나의 리더 질의에 동시에 응답함에 따라 발생하는 충돌을 의미하며, 리더 충돌은 근접한 리더들이 태그를 인식하는데 서로 간섭을 일으켜 발생하는 충돌을 의미한다. 이 가운데 리더 충돌은 리더 대 리더 충돌(reader-to-reader collision)과 다수 리더 대 태그 충돌(multi reader-to-tag collision)로 나눌 수 있다. 리더 대 리더 충돌은 인접한 리더가 동일 주파수를 사용하여 각기 다른 태그에게 신호를 전송하는 경우 동일 주파수를 사용하는 리더의 신호들 간에 충돌이 발생하여 태그를 인식하지 못하는 현상을 말한다. 이는 리더 간의 사용주파수를 분리해 사용함으로써 해결 가능하다. 다수 리더 대 태그 충돌은 수동형(passive) 태그를 사용하는 경우 발생하는 것으로, 두 개 이상의 리더가 동일한 태그 집단을 동시에 인식하려고 할 때 태그가 각 리더들의 신호를 구별할 수 없어 어느 리더에도 인식되지 못하는 경우를 의미한다. 이는 리더 간에 시간차를 두고 각각의 리더가 태그 집단을 순차적으로 인식함으로써 해결 가능하다.In an RFID system, a tag collision refers to a collision occurring when multiple tags respond to a single reader query at the same time, and a reader collision refers to a collision caused by interference between adjacent readers in recognition of a tag. Among these, reader collisions can be divided into reader-to-reader collisions and multi-reader-to-tag collisions. Reader-to-reader collision is a phenomenon in which tags are not recognized because collision occurs between signals of readers using the same frequency when adjacent readers transmit signals to different tags using the same frequency. This can be solved by separating the frequency used between readers. Multiple reader-to-tag collisions occur when using passive tags. When two or more readers try to recognize the same tag group at the same time, the tags cannot distinguish between each reader's signal and are not recognized by any reader. It means the case. This can be solved by having each reader recognize the tag group sequentially with a time difference between the readers.
현재 RFID 시스템 관련 제조업체에서는 EPC global Class 1(이하 EPC Class 1)에서 제안한 저가형 수동형 태그를 기반으로 한 표준을 이용하여 태그와 리더를 생산하고 있으며 수많은 산업체에서는 이러한 태그와 리더들을 사용 중이다. 수동형 태그는 배터리로부터 에너지를 공급받는 능동형(active) 태그와 달리 배터리를 포함하고 있지 않기 때문에 리더로부터 받은 신호를 후방 산란(back scattering) 방식을 이용해 리더에게 정보를 전송한다. 이와 같이 배터리를 제외한 간단한 구조의 수동형 태그는 낮은 가격으로 대량 생산 가능하기 때문에 현재 대규모 물류 유통이나 제조 분야에서 사용하기 적합한 RFID 시스템의 구성 요소이다.Currently, manufacturers of RFID systems produce tags and readers using standards based on low-cost passive tags proposed by EPC global Class 1 (hereinafter referred to as EPC Class 1), and many industries use them. Passive tags, unlike active tags that receive energy from batteries, do not contain batteries, so they send information back to the reader using back scattering. As such, passive tags with a simple structure excluding batteries can be mass-produced at a low price, which is a component of an RFID system suitable for use in large-scale logistics and manufacturing.
EPC Class 1에서는 위에서 언급한 RFID 시스템에서 문제가 되고 있는 태그 충돌과 리더 충돌을 해결하기 위한 방법으로 DFSA(dynamic framed slotted ALOHA)와 FHSS(frequency hopping spread spectrum)을 기반으로 한 기술을 제안하고 있다. 이 가운데 FHSS는 FDMA(frequency division multiple access)를 기반으로 리더 충돌을 방지하기 위한 주파수 호핑 방식을 이용한 기술이다. 하지만 EPC Class 1에서 표준으로 삼고 있는 FHSS는 사용하는 저가의 수동형 태그가 리더의 주파수를 구분할 수 있는 특성을 가지고 있지 않기 때문에 리더 대 리더 충돌을 해결하는 데에 적합한 방법이 될 수 없다. 뿐만 아니라 리더들 간의 동작을 조절하는 프로토콜 또한 존재하지 않아 다수의 리더 대 태그 충돌을 해결하지 못한다. 그러므로 리더 충돌을 해결하기 위해서는 EPC Class 1에 제안된 방식인 FHSS와 함께 리더 대 리더 충돌 및 다수 리더 대 태그 충돌을 해결하기 위한 기술 보완이 필요하다.
EPC Class 1 proposes a technique based on dynamic framed slotted ALOHA (DFSA) and frequency hopping spread spectrum (FHSS) as a method for resolving tag collisions and reader collisions, which are problematic in the above-mentioned RFID system. Among these, FHSS is a technology using frequency hopping to prevent reader collision based on frequency division multiple access (FDMA). However, FHSS, which is a standard in EPC Class 1, is not a suitable method for resolving reader-to-reader collisions because the low-cost passive tag used does not have the characteristic of distinguishing reader frequency. In addition, there is no protocol to control the behavior between the readers, which does not resolve multiple reader-to-tag conflicts. Therefore, in order to resolve the reader conflict, it is necessary to complement the technology to solve the reader-to-leader conflict and the multiple reader-to-tag collision together with the FHSS proposed in EPC Class 1.
이에 본 발명의 실시예에서는, 무선 주파수 식별 시스템, 예컨대 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 리더(reader)간 충돌을 최소화하여 태그(tag) 인식률을 향상시키고, 동시에 밀집 리더(dense reader) 환경에서 주어진 채널을 효율적으로 사용할 수 있는 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 기술을 제안하고자 한다.
Therefore, in the embodiment of the present invention, collisions between readers in a radio frequency identification system, such as a radio frequency identification (RFID) system, are minimized to improve tag recognition rate, and at the same time in a dense reader environment. We propose a data collision avoidance technique in a radio frequency identification system that can efficiently use a given channel.
본 발명의 실시예에 따른 밀집 리더(dense reader) 환경에서의 리더간 데이터 충돌을 방지하는 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치는, 상기 밀집 리더 환경에서의 채널 사용여부를 확인하고, 일 채널이 사용 중인 채널이 아니면 상기 일 채널의 주파수 대역을 점유하여 상기 데이터 충돌 방지 장치를 마스터 리더로 설정하며, 상기 마스터 리더로 설정된 후 상기 마스터 리더의 주변의 인접 리더들에게 동기펄스를 송신하도록 제어하여 상기 인접 리더들과 상하구조 관계를 설정한 후 상기 밀집 리더 환경 내에서 리더들 간 시간을 동기화하는 데이터 충돌 방지부와, 상기 데이터 충돌 방지부의 제어에 따라 상기 동기펄스를 생성하는 동기펄스 생성부와, 상기 동기펄스 생성부에서 생성된 동기펄스를 상기 인접 리더들에게 송신하거나, 시간 정보를 상기 인접 리더들과 송수신하는 송수신부를 포함할 수 있다.An apparatus for preventing data collision in a radio frequency identification system for preventing data collision between readers in a dense reader environment according to an embodiment of the present invention, confirms whether a channel is used in the dense reader environment, If the channel is not in use, the data collision prevention device is set as a master reader by occupying the frequency band of the one channel, and after being set as the master reader, the control unit transmits a synchronization pulse to adjacent readers around the master reader. A data collision prevention unit for synchronizing time between readers in the dense reader environment after establishing a vertical structure with the adjacent readers, and a synchronization pulse generation unit generating the synchronization pulses under the control of the data collision prevention unit; The sync pulse generated by the sync pulse generator is transmitted to the adjacent readers, or The neighbor information may include a transceiver for transmitting and receiving with the reader.
여기서, 상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 데이터 충돌 방지 장치가 상기 마스터 리더로 설정될 때, 상기 인접 리더들을 슬레이브 리더로 각각 설정할 수 있다.Here, the data collision prevention unit, when the data collision prevention device is set as the master leader, may set the adjacent readers as slave readers, respectively.
또한, 상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 마스터 리더와 상기 슬레이브 리더가 서로 동작이 겹치지 않도록 시간을 동기화할 수 있다.The data collision prevention unit may synchronize time so that the master reader and the slave reader do not overlap each other.
또한, 상기 시간 정보는, 시간 요청 정보 또는 시간 할당 정보 또는 시간 반납 요청 정보 또는 시간 반납 허락 정보 또는 동작시간 통보 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The time information may include at least one of time request information, time allocation information, time return request information, time return permission information, or operation time notification information.
또한, 상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 슬레이브 리더들 중 동작이 필요한 일 슬레이브 리더로부터 상기 시간 요청 정보를 수신할 수 있다.In addition, the data collision prevention unit may receive the time request information from one slave reader that requires operation among the slave readers.
또한, 상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 시간 요청 정보에 따른 상기 시간 할당 정보를 상기 일 슬레이브 리더로 송신할 수 있다.The data collision prevention unit may transmit the time allocation information according to the time request information to the one slave reader.
또한, 상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 시간 할당 정보에 따라 상기 일 슬레이브 리더의 태그 인식 동작이 완료될 때 수신되는 상기 시간 반납 요청 정보에 따라 상기 시간 반납 허락 정보와 동작시간 통보 정보를 상기 일 슬레이브 리더에게 송신할 수 있다.The data collision prevention unit may further include the time return permission information and the operation time notification information according to the time return request information received when the tag recognition operation of the one slave reader is completed according to the time allocation information. Can be sent to.
본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은, 상기 마스터 리더가 상기 마스터 리더와 인접하는 다수의 슬레이브 리더들에게 동기펄스를 전송함으로써, 상기 다수의 슬레이브 리더들에게 동작의 시작을 알리고 상기 밀집 리더 환경 내의 리더들 간 계층구조를 형성하는 과정과, 상기 다수의 슬레이브 리더들과의 통신을 통해 시간요청을 받고 이를 허락하는 과정과, 상기 다수의 슬레이브 리더들 중 태그 인식이 완료된 슬레이브 리더의 시간 반납 요청을 받고 이를 허락하는 과정과, 상기 마스터 리더가 상기 태그 인식이 완료된 슬레이브 리더에게 전송 시간을 통보하는 과정을 포함할 수 있다.In the method of preventing data collision in a radio frequency identification system according to an exemplary embodiment of the present invention, the master reader transmits a synchronization pulse to a plurality of slave readers adjacent to the master leader, thereby preventing operation of the plurality of slave readers. Initiating and forming a hierarchical structure among leaders in the dense leader environment, receiving and allowing time requests through communication with the plurality of slave readers, and tag recognition among the plurality of slave leaders The method may include receiving and accepting a request for returning a completed slave reader time, and notifying, by the master reader, a transmission time to the slave reader on which the tag recognition is completed.
여기서, 상기 동기펄스는, 상기 밀집 리더 환경 내의 리더들이 인식 가능한 시간 동안 전송될 수 있다.Here, the sync pulse may be transmitted for a time that can be recognized by the leaders in the dense reader environment.
또한, 상기 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은, 상기 동기펄스의 전송이 종료되는 시점에 상기 마스터 리더와 상기 다수의 슬레이브 리더들 간의 시간이 동기화되는 과정을 더 포함할 수 있다.The method for preventing data collision in the radio frequency identification system may further include synchronizing a time between the master leader and the plurality of slave readers at the end of the transmission of the sync pulse.
본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은, 상기 동기펄스를 수신한 상기 슬레이브 리더가 상기 마스트 리더와 계층구조를 형성하는 과정과, 수신되는 동기펄스를 상기 슬레이브 리더가 연속적으로 체크하여 종료되는 시점을 파악하고, 종료 시점 파악 결과에 따라 상기 마스터 리더와의 시간을 동기화하는 과정을 포함할 수 있다.In the method of preventing data collision in a radio frequency identification system according to an embodiment of the present invention, the slave reader receiving the sync pulse forms a hierarchical structure with the mast leader, and the received sync pulse is stored by the slave leader. It may include the step of checking the end time by continuously checking, and synchronizing the time with the master leader according to the end time determination result.
여기서, 상기 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은, 상기 슬레이브 리더가 동작을 시작하지 않은 상태에서 트리거 되었다면, 상기 슬레이브 리더가 상기 마스터 리더와의 통신을 통해 제1 프레임의 동작시간을 할당받는 과정과, 상기 마스터 리더에 의해 시간 할당 요청이 허가되면, 상기 마스터 리더로부터 수신되는 시간 할당 정보를 통해 상기 슬레이브 리더가 시간 사용을 허가 받고, 제2 프레임 동안 상기 슬레이브 리더가 동작할 시간을 상기 마스터 리더로부터 수신하는 과정과, 상기 슬레이브 리더가 태그 인식 동작 후 상기 제2 프레임의 종료시까지 대기시간을 갖는 과정을 더 포함할 수 있다.Here, in the method of preventing data collision in the radio frequency identification system, if the slave reader is triggered without starting the operation, the slave reader receives an operation time of the first frame through communication with the master reader. Process, and when the time allocation request is granted by the master leader, the slave reader is allowed to use the time through time allocation information received from the master leader, and the master time is determined by the master reader during the second frame. The method may further include receiving from a reader and having a waiting time until the end of the second frame by the slave reader after a tag recognition operation.
또한, 상기 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은, 상기 슬레이브 리더가 태그인식을 마칠 경우, 상기 마스터 리더로 시간 반납을 요청하는 과정과, 상기 마스터 리더로부터 시간 반납 허락 정보가 수신될 때, 태그인식 동작을 종료하는 과정을 더 포함할 수 있다.
In addition, the data collision prevention method in the radio frequency identification system, when the slave reader finishes tag recognition, requesting the time return to the master reader, and when the time return permission information is received from the master reader, The method may further include ending the tag recognition operation.
본 발명에 의하면, 무선 주파수 식별 시스템, 예컨대 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서 충돌이 발생할 수 있는 범위에 있는 리더들의 계층 구조를 형성하고 마스터 리더(master reader)의 통제 하에 시간을 할당하면서 인접한 여러 리더가 동작하는 것을 방지함으로써, 리더 충돌을 방지하여 태그 인식률을 높일 수 있다. 또한, 하나의 채널을 여러 리더들이 점유하여 동작할 수 있기 때문에 밀집 리더(dense reader) 환경에서도 효과적인 동작이 가능하다.
According to the present invention, a plurality of adjacent readers are formed while forming a hierarchical structure of readers in a range in which a collision can occur in a radio frequency identification system such as an RFID system and allocating time under the control of a master reader. By preventing the operation of the tag, reader collision can be prevented to increase the tag recognition rate. In addition, since a single channel may be operated by a plurality of readers, an effective operation may be performed even in a dense reader environment.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌 방지 장치를 구현하기 위한 무선 주파수 식별 시스템의 개략적인 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치에 대한 구성 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 과정을 예시적으로 설명하는 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌 방지 방법에서, 마스터 리더(master reader)의 동작 과정을 예시적으로 설명하는 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌 방지 방법에서, 슬레이브 리더(slave reader)의 동작 과정을 예시적으로 설명하는 흐름도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌 방지 방법을 설명하기 위한 3개의 리더들의 슬롯(slot) 구조를 예시적으로 도시한 도면.1 is a schematic block diagram of a radio frequency identification system for implementing an apparatus for preventing data collision according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram illustrating an apparatus for preventing data collision in a radio frequency identification system according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart illustrating a data collision prevention process in a radio frequency identification system according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating an exemplary operation of a master reader in a data collision prevention method according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating an example of an operation of a slave reader in a data collision prevention method according to an embodiment of the present invention;
6A and 6B exemplarily illustrate a slot structure of three readers for explaining a data collision prevention method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Each block of the accompanying block diagrams and combinations of steps of the flowchart may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be loaded into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, And means for performing the functions described in each step are created. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block or flowchart of each step of the block diagram. Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.
리더(reader)는 동작에 앞서서 채널의 사용여부를 채널 스캐닝(scanning)을 통하여 판단하고, 동기펄스를 송신하여 인접한 리더들과 상하구조를 형성하고 시간동기(time synchronization)를 맞춘다.Before the operation, the reader determines whether the channel is used through channel scanning, and transmits a synchronization pulse to form an up-and-down structure with adjacent readers and synchronize time synchronization.
상위 리더인 마스터 리더(master reader)는 하위 리더인 슬레이브 리더(slave reader)와 동작이 겹치지 않도록 하기 위하여 리더들을 통제한다. 동작이 필요한 하위 리더는 상위 리더와 통신을 통하여 전송시간을 배정받아서 정해진 시간을 통하여 태그(tag) 인식 동작을 하게 된다. 태그인식을 마친 슬레이브 리더는 마스터 리더에게 통보를 하여 할당받은 시간을 돌려주고 동작을 마친다.The upper reader, the master reader, controls the readers so that the operation does not overlap with the lower reader, the slave reader. The lower reader, which requires the operation, is assigned a transmission time through communication with the upper reader, and performs a tag recognition operation through the predetermined time. Slave reader who finished tag recognition notifies master leader and returns assigned time and finishes operation.
이러한 동작은 충돌이 일어날 수 있는 영역에 있는 리더들이 계층구조로 모임을 형성하고 하나의 리더씩 순차적으로 동작함으로써 여러 리더들이 동시에 태그인식을 하는 것을 막아주어 리더충돌 문제를 효과적으로 방지할 수 있어서 인식률(read rate) 및 인식속도를 향상 시킬 수 있다.This action prevents readers from colliding with tags by preventing readers from simultaneously identifying tags by grouping leaders in a hierarchy where collisions can occur and operating them one by one. Read rate and recognition speed can be improved.
본 발명은 무선 주파수 식별 시스템, 예컨대 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에서의 리더간 충돌을 최소화하여 태그 인식률을 향상시키고 동시에 밀집 리더(dense reader) 환경에서 주어진 채널을 효율적으로 사용하고자 하는 것으로, 이러한 기술 사상으로부터 본 발명의 목적으로 하는 바를 용이하게 달성할 수 있을 것이다.
The present invention aims to improve tag recognition rate by minimizing collisions between readers in a radio frequency identification system, such as a radio frequency identification system (RFID), and to efficiently use a given channel in a dense reader environment. From the spirit, the object of the present invention can be easily achieved.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 무선 주파수 식별 시스템, 예컨대 RFID 시스템에 대한 개략적인 구성도로서, RFID 리더 그룹(100), RFID 태그 그룹(200) 등을 포함할 수 있다.1 is a schematic configuration diagram of a radio frequency identification system, for example, an RFID system, which may be applied to an embodiment of the present invention, and may include an
RFID 리더 그룹(100)은 다수의 리더들(100/1~100/N)로 구성될 수 있으며, 태그 인식 동작에 앞서 채널 스캐닝을 통해 채널 사용여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 인접 리더들과 상하구조 관계(마스터(master)/슬레이브(slave) 관계)를 설정하여 RFID 리더 그룹(100) 내에서의 시간동기(time synchronization)를 맞추는 역할을 할 수 있다.The
이러한 RFID 리더 그룹(100)은 본 발명의 실시예에 따라 리더(reader)간 충돌을 최소화하여 태그(tag) 인식률을 향상시키고, 동시에 밀집 리더(dense reader) 환경에서 주어진 채널을 효율적으로 사용할 수 있다.The
RFID 태그 그룹(200)은 다수의 태그들(200/1~200/N)로 구성될 수 있으며, 각각의 태그들(200/1~200/N)은 소정 물체의 이력 등에 관한 정보를 저장하고 있고, RFID 리더 그룹(100)에서 제공되는 RF 신호를 에너지로 하여 저장된 정보를 다시 RFID 리더 그룹(100)으로 전송할 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치, 예컨대 도 1의 RFID 리더 그룹(100)에서 임의의 리더인 리더1(100/1)에 대한 상세 구성 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of an apparatus for preventing data collision in a radio frequency identification system according to an exemplary embodiment of the present invention, for example, reader 1 (100/1), which is an arbitrary reader in the
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치는, 데이터 충돌 방지부(102), 동기펄스 생성부(104), 송수신부(106), 태그 인식부(108) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the data collision prevention apparatus in the radio frequency identification system according to the embodiment of the present invention includes a data
먼저, 데이터 충돌 방지부(102)는, 본 발명의 실시예에 따라 태그 인식 동작에 앞서 채널 스캐닝을 통해 채널 사용여부를 판단하여 해당 채널이 다른 시스템에 의해 사용 중인지를 확인하고, 해당 채널이 다른 시스템에 의해 사용되고 있지 않으면 해당 채널의 주파수 대역을 점유하여 자신을 마스터 리더로 설정하며, 마스터 리더로 설정된 후 인접하는 다른 리더들에게 동기펄스를 송신하도록 동기펄스 생성부(104)를 제어하여 리더 그룹(100) 내의 인접 리더들과 상하구조 관계(마스터/슬레이브 관계)를 설정한 후 RFID 리더 그룹(100) 내에서의 시간동기를 맞추는 역할을 할 수 있다.First, the data
예컨대, 데이터 충돌 방지부(102)는 자신의 리더인 리더1(100/1)을 마스터 리더로 설정하고, 리더2(100/2) 내지 리더N(100/N)을 하위 리더인 슬레이브 리더로 설정할 수 있을 것이다. 다만, 도 2의 데이터 충돌 방지 장치를 마스터 리더로 설정하고 나머지 리더들(100/2~100/N)을 슬레이브 리더로 설정한 것은, 본 발명의 실시예로서 예시한 것일 뿐, 필요에 따라 슬레이브 리더들(100/2~100/N) 중 임의의 리더가 마스터 리더로 설정될 수도 있음을 이해하여야 할 것이다.For example, the data
여기서, 데이터 충돌 방지부(102)는, 본 발명의 실시예에 따라, 마스터 리더인 리더1(100/1)이 슬레이브 리더들(100/2~100/N)과 서로 동작이 겹치지 않도록 하기 위하여 다음과 같이 슬레이브 리더들(100/2~100/N)을 제어할 수 있다.Here, the data
먼저, 리더1(100/1) 내의 데이터 충돌 방지부(102)는 동작이 필요한 슬레이브 리더, 예를 들어 리더2(100/2)로 동기펄스를 전송하여 리더2(100/2)와 시간 동기를 맞추고 계층구조를 형성할 수 있다.First, the data
구체적으로, 데이터 충돌 방지부(102)는, 리더2(100/2)로부터 시간 요청 정보를 수신하고, 시간 요청 정보에 따른 시간 할당 정보를 리더2(100/2)로 송신할 수 있다.In detail, the data
이러한 시간 할당 정보에 따라, 리더2(100/2)는 태그 인식 동작을 수행할 수 있는데, 리더2(100/2)의 태그 인식 동작이 완료될 때 시간 반납 요청 정보가 송수신부(106)를 통해 리더1(100/1)로 수신될 수 있다.According to the time allocation information, the reader 2 (100/2) may perform a tag recognition operation. When the tag recognition operation of the reader 2 (100/2) is completed, the time return request information is sent to the
시간 반납 요청 정보에 따라 리더1(100/1) 내의 데이터 충돌 방지부(102)는, 시간 반납 허락 정보와 동작시간 통보 정보를 리더2(100/2)에게 송신할 수 있으며, 모든 리더의 태그 인식 동작이 완료될 때 채널 점유를 마칠 수 있다.According to the time return request information, the data
동기펄스 생성부(104)는 데이터 충돌 방지부(102)의 제어에 따라 임의의 동기펄스를 생성할 수 있으며, 생성되는 동기펄스는 송수신부(106)를 통해 인접하는 슬레이브 리더들, 예를 들어 리더2(100/2)로 송신될 수 있다.The
송수신부(106)는 상술한 동기펄스 생성부(104)에서 생성된 동기펄스를 슬레이브 리더들에게 송신하거나, 본 발명의 실시예에 따른 시간 정보들, 예를 들어 시간 요청 정보, 시간 할당 정보, 시간 반납 요청 정보, 시간 반납 허락 정보, 동작시간 통보 정보 등을 송수신할 수 있다.The transmitter /
태그 인식부(108)는 리더1(100/1) 주변의 태그들, 예컨대 태그1(200/1) 내지 태그N(200/N)에 저장된 태그 정보를 인식할 수 있으며, 인식된 태그 정보를 데이터 충돌 방지부(102)로 전달하는 역할을 할 수 있다.
The
이하, 상술한 구성과 함께, 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법을 첨부한 도 3 내지 도 5의 흐름도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 3 내지 도 5에서 마스터 리더는 리더1(100/1)로 예시하기로 한다.Hereinafter, with reference to the above-described configuration, with reference to the flowchart of Figures 3 to 5 attached to the data collision prevention method in a radio frequency identification system according to an embodiment of the present invention will be described in detail. 3 to 5, the master leader will be exemplified as leader 1 (100/1).
먼저, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법, 구체적으로 도 1의 리더 그룹(100)의 데이터 충돌 방지 기술을 설명하는 흐름도이다.First, FIG. 3 is a flowchart illustrating a data collision prevention method in a radio frequency identification system according to an embodiment of the present invention, specifically, a data collision prevention technique of the
도 3에 도시한 바와 같이, 리더 그룹(100) 내의 리더들(100/1~100/N)의 동작이 시작되면 각각의 리더들(100/1~100/N)은 자신의 주파수 대역을 감지할 수 있다(S100). 이러한 주파수 대역 감지를 통해 인접한 리더들의 동작여부와, 채널의 점유상태를 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, when the operations of the
여기서, 주파수 대역감지와 채널의 점유상태는 서로 다른 파워 임계치(power threshold)로 판단할 수 있는데, 이러한 파워 임계치의 판단에 의해, 충돌발생 범위에 있는 리더 간 계층구조를 형성하여 적어도 두 개 이상의 리더들이 동시에 동작함에 따른 리더 간 충돌을 미연에 방지할 수 있다.Here, the frequency band detection and the channel occupancy state may be determined by different power thresholds. By determining the power thresholds, at least two or more readers may be formed by forming a hierarchical structure between readers in a collision occurrence range. It is possible to prevent collision between readers as they operate simultaneously.
따라서, 인접한 리더들의 동작여부를 판단하기 위한 파워 임계치는, 동시 동작 시 충돌을 일으키는 리더들을 포함하는 수준으로 결정될 수 있다. 채널의 점유상태를 판단하는 파워 펄스의 임계치는 인접한 리더의 동작여부를 판단하는 임계치보다 더 낮은 파워범위까지 확인할 필요가 있다.Therefore, the power threshold for determining whether or not adjacent leaders are operated may be determined to include a level of leaders that cause a collision during simultaneous operation. The threshold of the power pulse for determining the occupancy state of the channel needs to be checked to a lower power range than the threshold for determining whether the adjacent reader operates.
이러한 동작을 통하여 비어있는 채널을 미리 파악하고, 다른 RFID 리더나 다른 시스템에 의해 선점되어 있는 채널이 선택되는 것을 방지할 수 있다.Through this operation, an empty channel can be identified in advance, and a channel preempted by another RFID reader or another system can be prevented from being selected.
만약, 인접한 리더가 동작 중이면, 동작하고 있는 리더에 의해서 파워 임계치보다 높은 파워의 펄스가 수신될 수 있는데, 이에 따라 해당 리더는 슬레이브 리더로 동작을 시작할 수 있게 된다(S102)(S104).If the adjacent reader is in operation, a pulse having a power higher than the power threshold may be received by the leader in operation, whereby the leader may start to operate as a slave reader (S102) (S104).
만일, 파워 펄스가 수신되지 않은 상태에서 해당 리더가 트리거(trigger) 되는 경우에는(S106), 인접하는 리더의 동작이 없는 것으로 판단하여, 비어있는 주파수 채널을 점유하고 해당 리더가 마스터 리더(100/1)로의 동작을 시작할 수 있게 된다(S108)(S110).If the corresponding reader is triggered in the state in which no power pulse is received (S106), it is determined that there is no operation of an adjacent reader, and occupies an empty frequency channel and the corresponding leader is the master reader (100 /). Operation to 1) can be started (S108) (S110).
마스터 리더(100/1)로의 동작이나 슬레이브 리더로의 동작이 종료되면, 리더 그룹(100)내의 모든 리더들의 태그인식이 완료되는지를 판단할 수 있다. 리더 그룹(100) 내에 태그인식이 필요한 리더가 존재하는 경우에는 단계(S100)로 피드백(feedback)하고, 리더 그룹(100) 내의 모든 리더들의 태그인식이 완료되는 경우에는 본 과정을 종료한다(S112).
When the operation of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌 방지 방법에서, 리더들 가운데 특정 주파수 대역을 선점한 마스터 리더(100/1)의 동작 과정을 예시적으로 설명하는 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an exemplary operation of a
먼저, 마스터 리더(100/1)가 슬레이브 리더를 포함하는 인접 리더들에게 동기펄스를 전송함으로써, 인접 리더들에게 동작의 시작을 알리고 리더들 간 계층구조를 형성할 수 있다(S200).First, the
이때, 동기펄스는 다른 리더들이 인식 가능하도록 충분한 시간 동안 전송하고, 동기펄스의 전송이 종료되는 시점에서 마스터 리더(100/1)와 슬레이브 리더 간의 시간이 동기화될 수 있다.In this case, the synchronization pulse may be transmitted for a sufficient time to recognize other readers, and the time between the
첫 번째 프레임에서는 예외상황으로 동기펄스 전송 이후 마스터 리더(100/1)의 태그인식 동작을 바로 시작할 수 있다. 정해진 시간의 태그인식을 마친 후 마스터 리더(100/1)는 동기펄스를 전송하여 슬레이브 리더와의 시간을 동기화할 수 있다.In the first frame, the tag recognition operation of the
이어서 마스터 리더(100/1)는 슬레이브 리더와 통신하여 다음 프레임에서의 동작을 결정하고, 이전에 트리거된 슬레이브 리더로부터 시간 요청 정보를 수신할 수 있다(S202).Subsequently, the
시간 요청 정보를 송신하는 슬레이브 리더는 자신의 고유 ID를 마스터 리더에게 전송함으로써 각각의 리더가 구분될 수 있으며, 시간 요청 정보를 수신한 마스터 리더(100/1)는 요청한 슬레이브 리더의 고유 ID를 포함하여 시간 할당 정보를 슬레이브 리더로 전송할 수 있다(S204).The slave reader transmitting the time request information can be distinguished from each reader by transmitting its unique ID to the master leader, and the
만일, 슬레이브 리더로부터 도착한 시간 요청 정보가 충돌이 생기거나 마스터 리더(100/1)로 정확이 전송되지 않는다면, 마스터 리더(100/1)는 요청을 수락하지 않게 되고, 슬레이브 리더는 다음 프레임에서 재요청을 통해 전송에 참여하게 된다. 동작을 하고 있던 슬레이브 리더가 모든 태그 인식을 마치고 시간을 반납하게 되면, 마스터 리더(100/1)는 시간 반납 요청 정보를 슬레이브 리더로부터 수신할 수 있다(S206).If the time request information arrived from the slave leader has a conflict or is not transmitted correctly to the
이후, 마스터 리더(100/1)는 시간 반납 요청을 허락하는 시간 반납 허락 정보를 슬레이브 리더에게 송신할 수 있다(S208).Thereafter, the
슬레이브 리더의 시간 요청 정보와 시간 반납 요청 정보는 여러 개의 세부 슬롯(slot)으로 구성될 수 있고, 슬레이브 리더는 랜덤으로 선택한 하나의 슬롯을 통해 자신의 ID를 마스터 리더(100/1)로 전송할 수 있다.The time request information and the time return request information of the slave reader may be composed of a plurality of detailed slots, and the slave leader may transmit its ID to the
상술한 동작들을 통해 마스터 리더(100/1)로 다음 프레임에서 동작이 필요한 리더 정보가 수집될 수 있으며, 수집된 정보를 바탕으로 마스터 리더(100/1)는 슬레이브 리더가 동작을 하게 될 시간 슬롯 정보를 슬레이브 리더로 통보해 줄 수 있다.Through the above-described operations, the leader information required for the operation in the next frame may be collected by the
프레임에서 동작할 순서를 알려주기 위하여, 마스터 리더(100/1)는 자신의 ID를 포함하여 동작요청이 있던 모든 리더의 ID를 큐(Queue)형태의 메모리(도시 생략됨)에 저장해두고, 리더 ID를 하나씩 큐에서 꺼내면서 시간을 계산하여 다음 프레임에서 전송을 개시해야 할 시간 슬롯 정보를 슬레이브 리더로 통보할 수 있다(S210).In order to inform the order of operation in the frame, the
다음 프레임에서는 마스터 리더(100/1)에 의해서 통보받은 순서대로 각각의 리더들이 순차적으로 동작할 수 있다.In the next frame, each leader may be sequentially operated in the order in which the
만일, 리더 그룹(100) 내의 계층구조를 형성한 모든 리더의 동작이 끝나게 될 경우(S212)에는 리더1(100/1)이 마스터 리더로서의 역할을 종료할 수 있다.If the operation of all the readers who form the hierarchical structure in the
반면, 리더의 동작이 남아있으면 처음상태로 돌아가 일련의 동작들을 반복할 수 있다(S214)(S216)(S218).On the other hand, if the operation of the leader remains, it is possible to return to the initial state and repeat the series of operations (S214) (S216) (S218).
이러한 동작들은 인접한 리더들이 마스터 리더가 점유했던 채널을 공유하면서 마스터 리더의 통제 하에 서로 다른 시간을 통해 채널을 점유하여 태그를 인식하기 때문에 리더 충돌을 방지할 수 있고, 계층구조를 이룬 여러 리더들이 하나의 채널을 공유하여 사용하기 때문에 채널이 부족한 밀집 리더 환경에서 효율적으로 사용이 가능하다.
These actions prevent reader collisions because adjacent readers share the channel occupied by the master leader and recognize the tag by occupying the channel through different times under the control of the master leader. Since the channel is shared, the channel can be used efficiently in a dense reader environment that lacks the channel.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌 방지 방법에서, 슬레이브 리더의 동작 과정을 예시적으로 설명하는 흐름도이다. 도 5의 설명에서 슬레이브 리더는 도 1의 리더2(100/2)로 예시하기로 한다.5 is a flowchart illustrating an exemplary operation of a slave reader in a data collision prevention method according to an embodiment of the present invention. In the description of FIG. 5, the slave leader will be exemplified as leader 2 (100/2) of FIG. 1.
먼저, 동기펄스를 수신한 슬레이브 리더(100/2)는 동기펄스를 전송한 마스터 리더(100/1)와 계층구조를 형성하고, 슬레이브 리더(100/2)로의 동작을 시작할 수 있다(S300).First, the
슬레이브 리더(100/2)는 수신되는 동기펄스를 연속적으로 체크하여 종료되는 시점을 파악하고, 그 결과에 따라 마스터 리더(100/1)와의 시간을 동기화할 수 있다.The
이어서, 마스터 리더(100/1)의 태그인식 시간이 이어지기 때문에 슬레이브 리더(100/2)는 기 설정된 대기 시간을 가질 수 있다(S302).Subsequently, since the tag recognition time of the
만일, 슬레이브 리더(100/2)가 동작을 시작하지 않은 상태에서 트리거 되었다면(S304)(S306), 마스터 리더(100/1)와의 통신을 통해 시간을 할당받을 수 있는데, 예컨대 마스터 리더(100/1)의 시간 할당 요청 시간에 맞춰서 자신의 고유 ID를 마스터 리더(100/1)에게 송신하여 시간 할당을 요청할 수 있다(S308).If the
마스터 리더(100/1)에 의해 시간 할당 요청이 받아들여진다면, 마스터 리더(100/1)로부터 수신되는 시간 할당 정보를 통해 시간 사용을 허가 받고(S310), 다음 프레임 동안에 자신이 동작할 시간을 마스터 리더(100/1)로부터 수신할 수 있다(S312).If the time allocation request is accepted by the
그런 다음, 슬레이브 리더(100/2)는 다음 프레임에서 자신이 할당받은 시간만큼 대기시간을 가질 수 있으며(S314), 자신이 할당받은 시간에 태그 인식 동작을 시작할 수 있다(S316).Then, the
이후, 슬레이브 리더(100/2)는 프레임이 종료될 때까지 대기시간을 가질 수 있으며(충돌 방지 차원)(S318), 대기시간이 끝나게 되면 다음 프레임에서 상술한 과정들을 반복할 수 있다.Subsequently, the
한편, 슬레이브 리더(100/2)가 태그인식을 마치게 되면(S320), 마스터 리더(100/1)로 시간 반납 요청을 할 수 있는데(S322), 이러한 시간 반납 요청을 통해, 할당받은 시간을 반납할 수 있다.On the other hand, when the slave reader (100/2) is finished tag recognition (S320), the request to return the time to the master reader (100/1) (S322), through the time return request, return the allocated time can do.
슬레이브 리더(100/2)는 마스터 리더(100/1)의 시간 반납 요청시간 동안 자신의 고유 ID를 마스터 리더(100/1)로 송신하여 시간반납 요청을 하고, 마스터 리더(100/1)로부터 시간 반납 허락 정보가 수신되면(S324), 모든 태그인식을 마치고 동작을 종료하게 된다.
The
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 충돌 방지 방법을 설명하기 위한 3개의 리더들의 슬롯 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.6A and 6B exemplarily illustrate slot structures of three readers for explaining a data collision prevention method according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 3개의 리더는 서로 가까이 인접하고 있어서 하나의 리더가 마스터 리더로 결정되어 펄스신호를 송신하면, 나머지 리더들은 파워 임계치보다 충분히 큰 파워의 펄스를 수신 받고 마스터 리더의 슬레이브 리더로 형성되는 상황을 예시한 것이다.6A and 6B show that when three readers are adjacent to each other and one reader is determined to be the master leader and transmits a pulse signal, the remaining readers receive a pulse of power sufficiently larger than the power threshold and receive a slave leader of the master leader. Illustrate the situation that is formed.
인접하는 3개의 리더(각각 R1, R2, R3라 함)는 사용 가능한 주파수 대역을 감지할 수 있다.Three adjacent readers (referred to as R1, R2, and R3, respectively) can detect available frequency bands.
R1은 주파수 대역을 감지하다가 트리거 되어 비어있는 하나의 채널을 선택하여 주파수 채널이 사용 가능한지 최종적으로 확인을 한다. 비어있는 채널은 주파수 대역을 감지하는 동작을 통하여 미리 알 수 있다.R1 detects the frequency band and triggers to select one empty channel to finally check whether the frequency channel is available. The empty channel can be known in advance by detecting a frequency band.
선택된 채널이 다른 리더 또는 다른 기기에 의해서 점유되지 않았다면, 동기펄스 신호를 인접 리더에 전송하여 인접 리더와 계층구조를 형성하고 시간동기를 맞춘다.If the selected channel is not occupied by another reader or another device, a sync pulse signal is transmitted to the neighboring reader to form a hierarchical structure and time synchronization with the neighboring leader.
R2와 R3은 주파수 대역을 감지하는 동작에서 R1의 동기펄스 신호를 수신하게 되고, R1의 노예 리더가 되어서 R1과 시간동기를 맞추게 된다.R2 and R3 receive a sync pulse signal of R1 in the operation of sensing a frequency band, and become a slave leader of R1 to synchronize time with R1.
채널을 점유한 R1은 프레임 1시간 동안 태그 인식 동작을 시작하고 미리 정해진 시간이 지나게 된다면 전송을 멈추고 하위계층의 리더들과 통신을 시작한다.The R1 occupying the channel starts the tag recognition operation for one hour of the frame and stops the transmission if the predetermined time passes, and starts communicating with the lower layer readers.
마스터 리더(R1)가 태그를 인식하는 시간 동안 트리거 되었던 R2는 R1과의 통신기간 중 시간요청 시간을 통하여 R1에 시간요청을 하고 R1은 R2에게 시간 사용을 허락해 줄 수 있다.R2 triggered during the time when the master reader R1 recognizes a tag may request time to R1 through a time request time during communication with R1, and R1 may allow R2 to use the time.
리더 간 통신 시간이 끝나면 정해진 순서에 의해서 차례로 태그 인식 동작을 시작한다.When the communication time between readers is over, tag recognition starts in order.
정해진 모든 리더의 동작이 끝나면 하나의 프레임이 종료가 되고, 다시 리더 간 통신 시간이 시작되어 3번째 프레임이 시작될 수 있다.When all the readers are finished, one frame ends, and communication time between readers starts again, and the third frame may begin.
이때, 트리거 되었던 R3은 R1에 시간요청을 하고 R1은 R3에 시간을 할당한다.At this time, triggered R3 requests time to R1 and R1 allocates time to R3.
먼저 동작이 끝난 R2는 리더 간 통신 시간 동안 시간 반납요청을 하고 마스터 리더가 반납을 허락해 주게 되면 태그인식이 끝나고 종료되게 된다.First of all, after the operation, the R2 requests time return during the communication time between the readers and when the master leader allows the return, the tag recognition ends and ends.
이처럼 마스터 리더의 통제 하에 모든 리더들이 동작을 마치면 마스터 리더는 채널 점유를 끝내고 다시 채널 스캔 과정으로 돌아가게 된다.In this way, when all the readers are under the control of the master leader, the master leader ends the channel occupation and returns to the channel scan process.
한편, 같은 시간 동안에 R1, R2, R3과 충분히 떨어진 위치에 배치된 리더가 트리거 되었다면, 이 리더는 R1이 송신한 펄스신호가 정해진 파워범위보다 작은 파워로 수신되기 때문에 R1의 노예 리더가 되지 않는다. 이러한 리더가 트리거 되었다면 R1, R2, R3이 사용하지 않는 다른 주파수 채널을 점유하여 사용함으로써 리더충돌을 피할 수 있다.
On the other hand, if the reader disposed at a position sufficiently far from R1, R2, and R3 during the same time is triggered, the reader is not a slave leader of R1 because the pulse signal transmitted by R1 is received at a power smaller than the predetermined power range. If such a reader is triggered, reader conflicts can be avoided by occupying other frequency channels not used by R1, R2, and R3.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 무선 주파수 식별 시스템, 예컨대 RFID 시스템에서 충돌이 발생할 수 있는 범위에 있는 리더들의 계층 구조를 형성하고 마스터 리더의 통제 하에 시간을 할당하면서 인접한 여러 리더가 동작하는 것을 방지함으로써, 리더 충돌을 방지하여 태그 인식률을 높일 수 있다. 또한, 하나의 채널을 여러 리더들이 점유하여 동작할 수 있기 때문에 밀집 리더 환경에서도 효과적인 동작이 가능하다.
According to an embodiment of the present invention as described above, adjacent readers are operated while forming a hierarchical structure of readers within a range in which a collision can occur in a radio frequency identification system, such as an RFID system, and allocating time under the control of a master reader. By preventing this, reader collision can be prevented and the tag recognition rate can be increased. In addition, since a single channel can be operated by a plurality of readers, effective operation is possible even in a dense reader environment.
102: 데이터 충돌 방지부
104: 동기펄스 생성부
106: 송수신부
108: 태그 인식부102: data collision prevention unit
104: sync pulse generator
106: transceiver
108: tag recognition unit
Claims (13)
상기 밀집 리더 환경에서의 채널 사용여부를 확인하고, 일 채널이 사용 중인 채널이 아니면 상기 일 채널의 주파수 대역을 점유하여 상기 데이터 충돌 방지 장치를 마스터 리더로 설정하며, 상기 마스터 리더로 설정된 후 상기 마스터 리더의 주변의 인접 리더들에게 동기펄스를 송신하도록 제어하여 상기 인접 리더들과 상하구조 관계를 설정한 후 상기 밀집 리더 환경 내에서 리더들 간 시간을 동기화하는 데이터 충돌 방지부와,
상기 데이터 충돌 방지부의 제어에 따라 상기 동기펄스를 생성하는 동기펄스 생성부와,
상기 동기펄스 생성부에서 생성된 동기펄스를 상기 인접 리더들에게 송신하거나, 시간 정보를 상기 인접 리더들과 송수신하는 송수신부를 포함하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치.
An apparatus for preventing data collision in a radio frequency identification system for preventing data collision between readers in a dense reader environment,
Check whether the channel is used in the dense reader environment, and if one channel is not the channel being used, set the data collision prevention device as a master reader by occupying the frequency band of the one channel, and set the master reader and then the master. A data collision avoidance unit configured to control the transmission of synchronization pulses to neighboring readers around the reader to establish a hierarchical structure with the neighboring readers, and then synchronize time between the readers in the dense reader environment;
A sync pulse generator for generating the sync pulse under the control of the data collision prevention unit;
And a transceiver configured to transmit the sync pulse generated by the sync pulse generator to the neighbor readers, or to transmit and receive time information with the neighbor readers.
Data collision prevention device in radio frequency identification system.
상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 데이터 충돌 방지 장치가 상기 마스터 리더로 설정될 때, 상기 인접 리더들을 슬레이브 리더로 각각 설정하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치.
The method of claim 1,
The data collision prevention unit, when the data collision prevention device is set as the master leader, respectively set the neighboring readers as slave readers.
Data collision prevention device in radio frequency identification system.
상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 마스터 리더와 상기 슬레이브 리더가 서로 동작이 겹치지 않도록 시간을 동기화하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치.
The method of claim 2,
The data collision prevention unit may synchronize time so that the master reader and the slave reader do not overlap each other.
Data collision prevention device in radio frequency identification system.
상기 시간 정보는, 시간 요청 정보 또는 시간 할당 정보 또는 시간 반납 요청 정보 또는 시간 반납 허락 정보 또는 동작시간 통보 정보 중 적어도 하나를 포함하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치.
The method of claim 2,
The time information includes at least one of time request information, time allocation information, time return request information, time return permission information, or operation time notification information.
Data collision prevention device in radio frequency identification system.
상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 슬레이브 리더들 중 동작이 필요한 일 슬레이브 리더로부터 상기 시간 요청 정보를 수신하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치.The method of claim 4, wherein
The data collision prevention unit may receive the time request information from one slave reader that needs operation among the slave readers.
Data collision prevention device in radio frequency identification system.
상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 시간 요청 정보에 따른 상기 시간 할당 정보를 상기 일 슬레이브 리더로 송신하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치.
The method of claim 4, wherein
The data collision prevention unit transmits the time allocation information according to the time request information to the one slave reader.
Data collision prevention device in radio frequency identification system.
상기 데이터 충돌 방지부는, 상기 시간 할당 정보에 따라 상기 일 슬레이브 리더의 태그 인식 동작이 완료될 때 수신되는 상기 시간 반납 요청 정보에 따라 상기 시간 반납 허락 정보와 동작시간 통보 정보를 상기 일 슬레이브 리더에게 송신하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 장치.
The method of claim 4, wherein
The data collision prevention unit transmits the time return permission information and the operation time notification information to the one slave reader according to the time return request information received when the tag recognition operation of the one slave reader is completed according to the time allocation information. doing
Data collision prevention device in radio frequency identification system.
상기 마스터 리더가 상기 마스터 리더와 인접하는 다수의 슬레이브 리더들에게 동기펄스를 전송함으로써, 상기 다수의 슬레이브 리더들에게 동작의 시작을 알리고 상기 밀집 리더 환경 내의 리더들 간 계층구조를 형성하는 과정과,
상기 다수의 슬레이브 리더들과의 통신을 통해 시간요청을 받고 이를 허락하는 과정과,
상기 다수의 슬레이브 리더들 중 태그 인식이 완료된 슬레이브 리더의 시간 반납 요청을 받고 이를 허락하는 과정과,
상기 마스터 리더가 상기 태그 인식이 완료된 슬레이브 리더에게 전송 시간을 통보하는 과정을 포함하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법.
In the method of preventing data collision in a radio frequency identification system that checks whether a channel is used in a dense reader environment, and if one channel is not a channel being occupied, the channel occupies the frequency band of the one channel.
Sending a synchronization pulse to a plurality of slave readers adjacent to the master leader, thereby informing the plurality of slave leaders to start operation and forming a hierarchical structure among the leaders in the dense leader environment;
Receiving and allowing time request through communication with the plurality of slave leaders;
Receiving and allowing a request for returning a time of a slave reader in which a tag recognition is completed among the plurality of slave readers;
And notifying, by the master reader, the transmission time to the slave reader of which the tag recognition is completed.
Data collision prevention method in radio frequency identification system.
상기 동기펄스는, 상기 밀집 리더 환경 내의 리더들이 인식 가능한 시간 동안 전송되는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법.
The method of claim 8,
The sync pulse is transmitted for a time recognizable by the leaders in the dense reader environment.
Data collision prevention method in radio frequency identification system.
상기 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은,
상기 동기펄스의 전송이 종료되는 시점에 상기 마스터 리더와 상기 다수의 슬레이브 리더들 간의 시간이 동기화되는 과정을 더 포함하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법.
The method of claim 8,
The data collision prevention method in the radio frequency identification system,
And synchronizing time between the master leader and the plurality of slave readers at the end of the transmission of the sync pulse.
Data collision prevention method in radio frequency identification system.
상기 동기펄스를 수신한 상기 슬레이브 리더가 상기 마스트 리더와 계층구조를 형성하는 과정과,
수신되는 동기펄스를 상기 슬레이브 리더가 연속적으로 체크하여 종료되는 시점을 파악하고, 종료 시점 파악 결과에 따라 상기 마스터 리더와의 시간을 동기화하는 과정을 포함하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법.
Check whether the channel is used in the dense reader environment, and if one channel is not in use, it is set as the master leader by occupying the frequency band of the one channel, and the master leader is synchronized to the slave reader adjacent to the master leader. In the data collision prevention method of the radio frequency identification system for transmitting a,
Forming a hierarchical structure with the mast leader by the slave leader receiving the sync pulse;
And checking a time point at which the slave reader is terminated by continuously checking the received synchronization pulses, and synchronizing the time with the master reader according to the termination time determination result.
Data collision prevention method in radio frequency identification system.
상기 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은,
상기 슬레이브 리더가 동작을 시작하지 않은 상태에서 트리거 되었다면, 상기 슬레이브 리더가 상기 마스터 리더와의 통신을 통해 제1 프레임의 동작시간을 할당받는 과정과,
상기 마스터 리더에 의해 시간 할당 요청이 허가되면, 상기 마스터 리더로부터 수신되는 시간 할당 정보를 통해 상기 슬레이브 리더가 시간 사용을 허가 받고, 제2 프레임 동안 상기 슬레이브 리더가 동작할 시간을 상기 마스터 리더로부터 수신하는 과정과,
상기 슬레이브 리더가 태그 인식 동작 후 상기 제2 프레임의 종료시까지 대기시간을 갖는 과정을 더 포함하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법.
The method of claim 11,
The data collision prevention method in the radio frequency identification system,
If the slave reader is triggered in a state that does not start the operation, the slave reader is assigned an operation time of the first frame through communication with the master reader,
When the time allocation request is permitted by the master leader, the slave reader is allowed to use time through time allocation information received from the master leader, and receives a time from the master leader to operate the slave reader during a second frame. Process,
The slave reader further comprises the step of having a waiting time until the end of the second frame after the tag recognition operation
Data collision prevention method in radio frequency identification system.
상기 무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법은,
상기 슬레이브 리더가 태그인식을 마칠 경우, 상기 마스터 리더로 시간 반납을 요청하는 과정과,
상기 마스터 리더로부터 시간 반납 허락 정보가 수신될 때, 태그인식 동작을 종료하는 과정을 더 포함하는
무선 주파수 식별 시스템에서의 데이터 충돌 방지 방법.
The method of claim 11,
The data collision prevention method in the radio frequency identification system,
Requesting return of the time to the master leader when the slave leader finishes tag recognition;
When the time return permission information is received from the master leader, further comprising the step of terminating the tag recognition operation
Data collision prevention method in radio frequency identification system.
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