KR20120119631A - 무선인식 카드 직접 검출 방법 - Google Patents

무선인식 카드 직접 검출 방법 Download PDF

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Abstract

무선송수신부를 사용하지 않고 안테나주변에 존재하는 카드를 직접 검출하는 방법과 이 방법을 사용하는 무선인식카드리더에 관한 것이다. 이 무선인식 카드리더는 무선인식카드리더를 구성하는 제어부(102)가 주파수 발생기(103)를 사용하여 직접 무선인식카드에 에너지를 제공할 수 있는 특정주파수를 발생시켜, 임피던스정합회로(106)을 통해 안테나(107)에 전달한다. 안테나(107)에 전달된 특정주파수가 안테나(107)주변에 존재하는 무선인식카드에 에너지의 형태로 공급되며, 공급된 에너지를 사용하여 무선인식카드가 활성화되어, 안테나(107)의 임피던스가 변화되며, 이에 따라 주파수 발생기(107)을 통해 발생된 특성주파수의 진폭이 변화되며, 이 진폭변화로 무선인식카드의 존재여부를 판단한다.

Description

무선인식 카드 직접 검출 방법 {DIRECT DETECTION METHOD FOR RFID CARDS }
본 발명은 무선인식 카드 검출방법 및 이를 이용한 무선인식 카드리더(이하 "RFID CARD READER"라 함)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 RFID CARD READER에 포함된 주파수 발생기로부터 출력된 특정주파수의 에너지가 안테나를 통해 방출되면, 안테나 주변에 존재하는 무선인식카드(이하 "RFID CARD"라 함)는 방출된 에너지를 입력받아 RFID CARD로 부터 RFID CARD READER 방향으로 데이터를 전송( 이하 UPLINK라 함)하는데, 이때 RFID CARD READER의 안테나에서 발생되는 특성주파수의 진폭의 변화로 RFID CARD READER의 안테나 주변에 RFID CARD의 유무를 판정하는 것이다.
무선통신 기술 분야에 있어서 RFID CARD READER는 특정주파수의 에너지를 안테나를 통해 방출하여, 안테나 주변의 RFID CARD에 전달하고, 이 에너지로 활성화된 RFID CARD와 데이터를 송수신한다. 이러한 통상적인 RFID CARD REDER(이하, 종래기술 1이라 함)는 종래의 기술구성 1 (도 5) 과 같이 구성되어있다. 더욱 구체적으로는 전원(502), 제어부(501), 무선 송수신부(503),주파수 발생기(505), 임피던스정합 회로부(504), 안테나(506)로 구성되어있다. 무선송수신부(503)는 더욱 구체적으로 필터, 믹서, 증폭기(508)로 구성되어 있다. 또한 제어부(501)과 무선송수신부(503)에는 상시 전원이 인가되어 있어서 특정한 시간마다 주파수 발생기(505)에서 생성한 특정주파수의 에너지를 임피던스 정합회로(504)을 통해 안테나(506)로 방출하여, 안테나(506) 근방에 RFID CARD가 활성화되면, 데이터를 송수신하고, 수신된 RFID의 데이터는 제어부(501)로 전송한다. 제어부(501)와 무선송수신부(503) 간에 유선통신은 표준으로 제정된 규격에 따르게 되는데, 이를 위해서는 무선 송수신부의 전체에 전원이 인가되어야 한다.
종래의 기술 1에 의하면, 제어부(501)과 같이 무선송수신부(503)에는 상시로 전원이 연결되어있어야 한다. 또한 무선 송수신부(503)의 송수신 컨트롤러(507)는 표준으로 제정된 송수신규격에 준하는 절차를 따라야 하고, 필터, 믹서, 증폭기(508) 등으로 구성되어 있기 때문에 많은 전력을 소모하게 되어 2차전지 혹은 밧테리를 사용하는 이동성 RFID CARD READER의 경우 밧데리를 자주 교환해야 하는 등 편의성이 떨어지게 된다. 또한 제어부(501)가 최저전력을 사용하는 상태에 있을 경우라도 무선송수신부(503)은 제어부(501)과 별도로 주기적으로 안테나(506)주변에 RFID CARD가 존재하는지를 알기 위하여, 특정주파수를 안테나(506)로 방출하여야 한다. 이러한 경우 제어부(501)과 별도로 무선 송수신부가 동작해야 하기 때문에 종래의 기술구성 1을 가지는 RFID CARD READER는 효율적으로 전원을 관리하기 어렵다.
본 발명은 주로 특정 주파수를 사용하는 RFID CARD READER에 관한 것으로, 주요 구성은 도1과 같이 전원컨트롤러(101), 제어부(102), 주파수 발생기(103), 비교기(104), 무선송수신부(105), 임피던스정합회로(106), 안테나(107), 주파수발생기(108)로 구성되어 있으며, 제어부(103)가 전원제어를 포함한 전체의 구성을 제어하도록 되어있다. 이를 위해 제어부(103)는 무선송수신부(105)에 전원을 인가하거나 제어할 수 있는 전원제어선(112)를 포함한다.
도2는 비교기(104)의 일실시 형태를 보여주고 있으며, 도2 저항기(R1)에 연결된 신호선(114)은 도1의 신호선(114)를 나타낸다. 비교기(201)의 출력단자에 연결된 신호선(116)는 도1의 신호선(116)을 나타내고 있다. 도 2의 Vcc(203)은 비교기에 인가된 전원을 나타내고 있다.
도3은 임피던스정합회로 (106)의 일실시 형태를 보여주고 있다. 안테나(107)와 무선송수신부(105) 사이에, 저항기와 콘텐서가 병렬과 직렬로 구성되어 있으며, 특정 주파수에서 안테나가 공진하기 위하여 C1 콘텐서가 사용되고 있다.
본 발명에 의하면 RFID CARD READER는 무선 송수신부(105)의 전원을 완전히 차단한 상태에서 안테나주변의 RFID CARD의 유무를 판단할 수 있으므로, 제어부(102) 전체 RFID CARD READER의 전원 제어가 가능하여, 안테나(107)주변에 RFID CARD가 존재할 경우만 제어부(102)는 무선송수신부(105)에 전원을 인가하도록 하였다.
또한 제어부에서 직접 안테나 주변의 카드유무를 판단하기 때문에 판단시간을 최소화 할 수 있다.
도 1 - 본 발명의 무선인식 카드리더 구성
도 2 - 비교기(104) 실시 예
도 3 - 임피던스정합회로(106) 실시 예
도 4 - 본 발명의 무선인식 카드리더의 파형
파형(401) - 주파수 발생기(103)에서 출력되는 특성주파수의 파형
파형(402) - 파형(401)이 임피던스정합회로(106)을 지나 안테나로 방출되는 파형
파형(404) - 파형(402)이 안테나(107)주변에 무선인식카드가 존재할 때 변화되는 파형
파형(403) - 파형(402)가 비교기(104)에 입력될 경우 비교기(104)에 출력되는 파형
파형(404) - 파형(404)가 비교기(104)에 입력될 경우 비교기(104)의 출력파형
도1은 본 발명에 의한 RFID CARD READER의 나타내고 있는 도이다. 본 발명에의 한 RFID CARD READER는 비교기(104)가 포함된다. 도2는 비교기(104)의 일실시 형태이며, 도3은 임피던스정합회로(106)의 일실시 예이다.
도 4의 파형(401)은 안테나(105)주변에 RFID CARD 가 존재하는지를 판단하기 위하여 제어부(102)가 주파수 발생기(103)를 통해 특정 주파수를 출력하고 있는 것을 나타낸다. 도4의 파형(402)는 파형(401)이 임피턴스정합회로(106)에서 공진을 위한 도 3의 콘텐서(C1)을 통과한 후의 파형을 나타낸다. 이때 직렬로 연결된 도 3의 콘텐서(C1)을 통과하면서 파형(401)의 직류성분은 제거된다. 도4의 파형(404)는 안테나 (107)근방에 RFID CARD가 존재할 경우에 RFID CARD의 활성화로 인해 RFI안테나(107)의 임피던스 변화 인한 파형 변화, 입력파형(402)의 진폭이 감소된 형태를 나타낸다. 즉, 제어부(102)가 주파수발생기(103)을 이용하여 특정주파수를 안테나(107)로 방출할 때, 안테나(107)주변에 RFID CARD가 존재하지 않을 경우에는 도 4의 파형(402)이 연결선(114)를 통해 비교기(도1의 104 혹은 도 2의 201)에 입력되고, 안테나 (107)주변에 RFID CARD가 존재할 경우에는 도 4의 파형(404)가 비교기(도 1의 104 혹은 도 2의 201)로 입력된다.
도 4의 파형(402)가 선호선(114)를 통해 비교기(도1의 104 혹은 도 2의 201)로 입력될때 초기에는 비교기(도1의 104 혹은 도 2의 201)의 출력(116)은 0V가 된다. 파형(402)의 전압이 점차 증가하여, 도 2의 저항기 R2 와 R3의 비율로 결정된 Vh- (Vh- > 0) 전압을 넘어가게 되면, 비교기(201)의 출력전압은 비교기(201)에 인가된 전원전압 Vcc에 유사하게 되어( Vcc≒Vbo), 도 4의 파형(403)과 같게 된다. 이때 도 4의 파형(403)이 Vcc 근방의 전압에서 리플의 형태를 갖는 것은 비교기의 히스테리시스특성으로 인한 것이다. 따라서 안테나(107)주변에 RFID CARD가 존재할 경우 비교기(104)의 출력은 도 4의 파형(403)의 형태를 갖게 되고, RFID CARD가 존재하지 않을 경우 도 4의 파형(405)가 된다.
도 6의 본 발명의 RFID CARD READER의 RFID CARD 검출순서를 보여주고 있다. 초기에 제어부(102)는 전원컨트롤러(101)을 통해 무선송수신부(105)의 전원을 차단하고(6-1) , 일정한 시간(Ts) 이 경과되면(6-2) 주파수발생기가(103)이 특정한 주파수를 발생하도록 하고(6-3), 비교기(104)의 출력의 변화를 확인(6-4)하여, 특정주파수를 발생하는 동안 비교기의 출력이 0V인 경우에는 안테나(107)주변에 RFID CARD가 존재하는 것으로 판단하여, RFID CARD와 데이터 송수신(6-6)을 위해, 무선송수신부(105)에 전원을 인가(6-5)한다.

Claims (3)

  1. 무선인식 카드리더로서 제어부, 무선송수신부, 주파수발생기, 임피던스정합회로, 안테나 포함하며, 안테나 주변의 무선인식카드의 유무를 판단하기 위해 임피던스 정합회로와 안테나의 연결부에 비교기가 연결된 무선인식 카드리더 장치
  2. 제1항에 있어서, 상기 무선인식 카드리더 무선송수신부의 전원이 차단된 상태에서 안테나주변에 무선인식카드가 존재하는지 여부를 판단할 수 있도록 제어부가 직접 안테나를 통해 특정주파수의 에너지를 방출하는 구성을 갖는 무선인식 카드리더 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무선인식 카드리더 무선송수신부의 전원이 차단된 상태에서 제어부가 직접 안테나의 임피던스정합회로 전단계를 통해 특정주파수의 에너지를 방출하고, 임피던스 정합회로와 안테나의 연결부에서 특정주파수의 진폭변화를 감지하여, 안테나주변의 무선인식카드 유무를 판단하는 무선인식 카드리더 장치
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