KR20130000670A - 가축의 생리적 변화 감지 시스템 및 그 방법 그리고 무전원 센서 태그 및 태그 판독 장치 - Google Patents

가축의 생리적 변화 감지 시스템 및 그 방법 그리고 무전원 센서 태그 및 태그 판독 장치 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 센서를 포함하는 무전원 센서 태그는 태그 판독 장치로부터 제공되는 동작 명령 신호에 따라 동작하여 센싱 정보를 생성하며, 특히 동작 명령 신호에 따라 전력을 생성하여 센싱 정보를 획득하고 이를 메모리에 저장한다. 이러한 무전원 센서 태그와 태그 판독 장치를 이용하여 가축의 생리적 변화를 감지하는 시스템이 구현된다.

Description

가축의 생리적 변화 감지 시스템 및 그 방법 그리고 무전원 센서 태그 및 태그 판독 장치{Physiological variation sensing system and method thereof, sensor tag without battery and tag reading apparatus}
본 발명은 센서 태그를 이용하여 가축의 생리적 변화를 감지하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 가축의 생리적 변화 감지 시스템 및 그 방법 그리고 무전원 센서 태그 및 태그 판독 장치에 관한 것이다.
현재 다양한 분야에서 무선 주파수 식별(Radio Frequency Identification, RFID) 기술이 응용되고 있으며, UHF(ultra high frequency) 대역의 수동형 RFID 시스템이 지속적으로 성장하면서 현재 많은 산업에서 적용되고 있다.
RFID는 자체적으로 RF(radio frequency) 신호 송신이 가능한 능동형 RFID와 리더(reader)로부터의 RF 신호를 수신하여 동작하는 수동형 RFID로 분류될 수 있다. 이러한 RFID를 이용한 산업의 발달은 보다 많은 서비스를 요구하고 있으며, 이에 따라 일례로 센서를 RFID 태그에 부착하여 태그 주변의 환경적인 정보를 추적하는 센서 태그가 개발되어 사용되고 있다.
일반적으로 이러한 센서 태그는 배터리가 부착된, 배터리 지원형 수동형(battery assisted passive, BAP) RFID 태그를 사용하는데, 이러한 센서 태그들은 배터리의 전원을 이용하여 외부의 물리적인 변화나 압력 변화 등의 환경 변화를 주기적으로 측정하는 등의 동작을 수행함으로써, 배터리 공급이 지속적으로 요구되며, 배터리 부착 및 교체에 따른 번거로움이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무전원 센서 태그를 이용하여 가축들의 생리적 변화를 감지하는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배터리 없이 동작하는 무전원 센서 태그와 이러한 무전원 센서 태그를 판독하는 태그 판독 장치를 제공하는 것이다.
위의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 가축의 생리적 변화 감지 시스템은, 수신되는 동작 명령 신호에 따라 동작하여 가축의 생리적 변화를 나타내는 센싱 정보를 획득하여 전송하는 적어도 하나의 무전원 센서 태그; 및 상기 무전원 센서 태그로 상기 동작 명령 신호를 전송하고, 상기 무전원 센서 태그로부터 센싱 정보를 포함하는 신호를 수신하는 태그 판독 장치를 포함하며, 상기 무전원 센서 태그는 상기 동작 명령 신호에 따라 전력을 생성하여 상기 가축의 생리적 변화를 나타내는 센싱 정보를 획득한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 가축의 생리적 변화를 감지하는 방법은, 태그 판독 장치가 동작 명령어를 포함하는 동작 명령 신호를 적어도 하나의 무전원 센서 태그로 전송하는 단계; 상기 무전원 센서 태그가 상기 동작 명령 신호에 따라 전력을 생성하여 가축의 생리적 변화를 나타내는 센싱 정보를 획득하는 단계; 상기 무전원 센서 태그가 상기 센싱 정보를 상기 태그 판독 장치로 전송하는 단계; 및 상기 태그 판독 장치가 무전원 센서 태그로부터 전송되는 센싱 정보를 통합하여 생체 정보 처리 시스템으로 전달하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 전력을 센서부로 공급하는 단계는 상기 제1 인덱스값과 상기 제2 인덱스값이 일치하지 않는 경우, 상기 동작 명령 신호를 토대로 생성되는 전력을 상기 센서부로 공급할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 무전원 센서 태그는, 안테나를 통하여 태그 판독 장치로부터 제공되는 동작 명령 신호-- 상기 동작 명령 신호는 제1 인덱스값을 포함함 --를 수신하거나, 센싱 정보를 포함하는 신호를 상기 안테나를 통하여 상기 태그 판독 장치로 전송하는 송수신부; 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부; 상기 동작 명령 신호를 토대로 무전원 센서 태그의 동작을 위한 전원을 생성하는 전원 생성부; 상기 센서부에 의하여 측정되는 센싱 정보를 저장하고, 제2 인덱스값을 저장하고 있는 메모리; 및 상기 동작 명령 신호에 포함되어 제1 인덱스값과 상기 메모리에 저장되어 있는 제2 인덱스값의 비교 결과에 따라 상기 센서부를 구동시켜 센싱 정보를 획득하는 동작 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 동작 제어부는 상기 제1 인덱스값과 상기 제2 인덱스값이 일치하지 않는 경우, 상기 동작 명령 신호에 따른 동작을 수행하는 것으로 결정하는 명령어 처리 모듈; 상기 동작 명령 신호에 따른 동작을 수행하는 것으로 결정된 경우 상기 센서부로 상기 전원 생성부의 전원을 공급하여 센서부를 동작시키는 센서 제어 모듈; 및 상기 센서부로부터 획득되는 센싱 정보를 상기 동작 명령 신호에 포함되어 있는 메모리 어드레스에 따라 상기 메모리에 저장하고, 저장되어 있는 센싱 정보를 송수신부로 제공하는 메모리 제어 모듈을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 특징에 따른 태그 판독 장치는, 적어도 하나의 안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 적어도 하나의 무전원 센서 태그로 동작 명령어를 포함하는 동작 명령 신호를 송신하고, 상기 무전원 센서 태그로부터 센싱 정보를 포함하는 신호를 수신하는 송신부; 상기 무전원 센서 태그로부터 센싱 정보를 획득하기 위한 상기 동작 명령어를 생성하고, 상기 동작 명령어는 명령어 수행 여부를 체크하기 위한 제1 인덱스값을 포함하는 명령어 생성부; 및 상기 송수신부에 의하여 수신되는 신호로부터 무전원 센서 태그의 센싱 정보를 획득하는 센싱 정보 처리부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 센싱 동작을 위한 배터리가 없어도 효율적으로 동작하는 무전원 센서 태그를 제공할 수 있으며, 이러한 무전원 센서 태그와 태그 판독 장치를 이용하여 가축의 생리적 변화를 용이하면서도 안전하게 측정할 수 있다. 따라서 구제역 등의 전염병 감염 증상을 발병 초기에 판별하고, 이를 통하여 질병의 확산을 방지할 수 있는 효과가 제공된다.
이외에도 배터리 없이 동작하는 무전원 센서 태그를 이용하여 가축들의 생리적 변화를 보다 효율적으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 생리적 변화 감지 시스템을 나타낸 도이다.
도 2는 도 1에 도시된 무전원 센서 태그의 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그의 동작 제어부의 구조를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 태그 판독 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 5는 RF 스위치를 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 태그 판독 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 생리적 변화를 감지하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 생리적 변화 감지 시스템 및 그 방법 그리고, 무전원 센서 태그 및 태그 판독 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 생리적 변화 감지 시스템(100)을 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 가축의 생리적 변화 감지 시스템(100)(이하, 설명의 편의를 위하여 "생리적 변화 감지 시스템"이라고 명명함)은 무전원 센서 태그(1)와 태그 판독 장치(2)를 포함하며, 태그 판독 장치(2)로부터 획득한 센싱 정보를 통합하여 처리하는 생체 정보 처리 시스템(3)을 더 포함한다. 생리적 변화 감지 시스템(100)은 네트워크(4)를 통하여 원격의 관제 센터(5)와 통신할 수 있다.
무전원 센서 태그(1)는 가축의 생리적 변화를 감지할 수 있는 적어도 하나의 센서를 포함하며, 여기서는 가축의 체온을 감지하는 온도 센서를 포함하는 것으로 가정한다. 이러한 무전원 센서 태그(1)는 가축의 체온을 측정할 수 있는 적합한 부위(예를 들어, 가축의 귀)에 부착될 수 있다. 가축에 부착된 무전원 센서 태그(1)는 별도의 전원이 아니라 태그 판독 장치(2)로부터 제공되는 무선 신호에 따라 동작하여 체온을 측정하는 센싱 동작을 수행한다. 이에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
태그 판독 장치(2)는 무전원 센서 태그(1)와 통신하여 무전원 센서 태그(1)로부터 센싱 정보를 획득한다. 획득된 센싱 정보는 생체 정보 처리 시스템(3)으로 전달된다.
생체 정보 처리 시스템(3)은 획득한 복수의 센싱 정보를 토대로 질병 발생 여부를 판단하고 그 결과를 네트워크(4)를 통하여 관리 센터(5)로 전송한다. 여기서 질병 발생 여부를 판단하는 것은 생체 정보 처리 시스템(3) 또는 관리 센터(5)에서 수행될 수 있다.
이러한 구조로 이루어지는 생리적 변화 감지 시스템(100)에서 무전원 센서 태그(1)는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그의 구조를 나타낸 도이다.
첨부한 도 2에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그(1)는 안테나(11), 송수신부(12), 신호 처리부(13), 전원 생성부(14), 동작 제어부(15), 센서부(16), 그리고 메모리(17)를 포함한다.
안테나(11)를 통하여 무선 신호의 송수신이 이루어지며, 송수신부(12)는 안테나를 통하여 출력되는 신호를 수신하여 처리하여 신호 처리부(13)나 전원 생성부(14)로 제공하거나, 신호 처리부(13)로부터 제공되는 신호를 송신 가능하게 처리하여 안테나(11)를 통하여 송신한다.
전원 생성부(14)는 무전원 센서 태그의 동작을 위한 전원을 생성하며, 안테나(11) 및 송수신부(12)를 통하여 수신되는 신호를 토대로 전원을 생성한다. 생성된 전원은 신호 처리부(13)를 통하여 센서부(16)로 공급되거나 바로 센서부(16)로 공급될 수 있다. 전원 생성부(14)는 낮은 전압의 아날로그 전압을 처리하여 높은 디지털 전압으로 변환하여 출력하는 전압 멀티플라이어(voltage multiplier)를 포함할 수 있다.
신호 처리부(13)는 송수신부(12)로부터 전달되는 신호를 인식 가능한 신호로 처리하여 동작 제어부(15)로 전달하며, 또는 동작 제어부(15)로부터 전달되는 신호를 송신 가능한 신호로 처리하여 송수신부(12)로 전달한다.
이러한 신호 처리부(13)는 전원 생성부(14)로부터 제공되는 전력으로 동작 가능한 상태인지를 판단하는 POR(power on reset), 전원 생성부(14)로부터 제공되는 전력을 정전압으로 처리하여 출력하는 정전압 발생기, 송수신부(12)로부터 전달되는 신호를 검출하는 포락선 검출기(envelop detector), 정전압 발생기로부터 제공되는 전압에 따라 구동되어 포락선 검출기로부터 제공되는 신호를 복조하는 복조기, 전송하고자 하는 정보를 포함하는 신호를 변조하여 송수신부(12)로 출력하는 변조기를 포함할 수 있다.
센서부(16)는 전원 생성부(14)로부터 공급되는 전원에 따라 동작하여 환경 정보나 생리 정보를 측정하며, 측정된 환경 정보와 생리 정보를 메모리(17)에 저장한다. 센서부(16)는 적어도 하나의 센서를 포함하며, 예를 들어, 온도 센서, 습도 센서 등을 포함할 수 있다. 이하에서의 설명의 편의를 위하여 센서부에 의하여 측정되는 온도, 습도 등의 환경 정보 및 생리 정보를 "센싱 정보" 라고 명명한다. 이하의 실시 예에서는 센서부(16)가 온도 센서를 포함하는 것으로 가정하며, 센싱 정보는 가축의 체온 정보를 포함하는 것으로 한다.
메모리(17)에는 센싱 정보를 포함하는 다양한 정보들이 저장되며, 이외에도 센싱 동작 수행 여부를 판단하기 위한 인덱스값이 저장되어 있다. 이러한 메모리(17)는 비휘발성 메모리(non volatile memory)로 이루어질 수 있다.
동작 제어부(15)는 송수신부(12), 신호 처리부(13), 전원 생성부(14), 센서부(16) 및 메모리(17)를 제어하여 무전원 센서 태그(1)의 전반전인 동작을 제어한다. 예를 들어 신호 처리부(13)로부터 전달되는 신호에 따라 센서부(16)를 구동시켜 센싱 정보가 획득되도록 하고, 획득된 센싱 정보가 메모리(17)에 저장되도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그의 동작 제어부의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 동작 제어부(15)는 도 3에서와 같이, 수신되는 신호에 포함되어 있는 명령어의 수행 여부를 결정하는 명령어 처리 모듈(151), 센서부(16)를 동작시키는 센서 제어 모듈(152), 그리고 메모리(17)에 센싱 정보를 기록하고 판독하는 메모리 제어 모듈(153)을 포함한다. 여기서 센서 제어 모듈(152)은 명령어 처리 모듈(151)에 의하여 명령어를 수행하는 것으로 결정된 경우 센서부(16)를 동작시킬 수 있다.
명령어 처리 모듈(151)은 수신된 신호에 포함되어 있는 명령어의 수행 여부를 결정하며, 특히 명령어에 포함되어 있는 인덱스값과 저장되어 있는 인덱스값을 비교하여 수행 여부를 결정한다. 이에 대해서는 추후에 보다 상세히 설명하기로 한다. 여기서 명령어 수행 여부를 결정하기 위한 인덱스값은 메모리(17)에 저장되어 관리될 수 있다.
센서 제어 모듈(152)는 센서부(16)를 구동시켜 센싱 동작을 수행하도록 하며, 이후 센서부(16)로부터 제공되는 센싱 출력값(즉, 센싱 정보)를 자체 보유하고 있는 디지털 레지스터에 저장한다. 그리고 센싱 동작이 완료되면 디지털 레지스터에 저장된 센싱 출력값을 메모리 제어 모듈(153)로 제공하여 메모리(17)에 저장되도록 한다. 여기서 디지털 레지스터는 태그 판독 장치로부터 제공되는 신호에 따라 전원 공급이 이루어지는 경우에 온(on)되고, 전원 공급이 중단되면 오프(off)될 수 있다.
메모리 제어 모듈(153)은 메모리(17)에 정보를 저장(write)하거나 저장된 정보를 판독(read)하며, 명령어 처리 모듈(151) 및 센서 제어 모듈(152)과 연계하여 관련 정보를 저장하거나 판독한다.
한편 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그(1)와 통신하는 태그 판독 장치(2)는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 태그 판독 장치(2)의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 태그 판독 장치(2)는 도 4에서와 같이, 적어도 하나의 안테나(21), 송수신부(22), 명령어 생성부(23), 센싱 정보 처리부(24)를 포함한다.
태그 판독 장치(2)는 적어도 하나의 센서 태그와 통신하기 위하여 적어도 하나의 안테나(21)를 포함하며, 송수신부(22)는 각 안테나를 통하여 수신되는 신호들을 각각 처리하여 센싱 정보 처리부(24)로 제공하거나, 명령어 생성부(23)로부터 제공되는 신호를 처리하여 하나의 안테나(21)를 통하여 송신한다.
명령어 생성부(23)는 무전원 센서 태그(1)로부터 센싱 정보를 획득하기 위한 동작 명령어를 생성한다. 본 발명의 실시 예에 따른 명령어는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
명령(command) 인덱스값 메모리 어드레스
위의 표1 에서와 같이, 센서 태그(1)를 동작시키기 위한 동작 명령어는 지정된 명령어임을 나타내는 식별 코드인 명령, 명령어 수행 여부를 체크하기 위한 인덱스값을 포함한다.
식별 코드는 해당 동작 명령어가 지정된 명령어이면서 소정 동작을 수행하라는 것을 나타낼 수 있다. 예를 들어 센싱 정보를 획득하라는 동작을 나타낼 수 있다.
인덱스값은 태그 판독 장치(2)에 의하여 하달되는 일련의 올림차순이나 내림차순의 숫자일 수 있다. 무전원 센서 태그(1)는 저장되어 있는 값과 수신되는 동작 명령어에 포함된 인덱스값의 일치 여부에 따라 해당 동작 명령어가 새로운 명령어인지 아니면 일전에 수행한 명령어인지를 판단한다.
이외에도, 동작 명령어는 무전원 센서 태그(1)에 의하여 측정되는 센싱 정보가 저장되는 곳을 나타내는 메모리 어드레스를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 무전원 센서 태그(1)는 동작 명령어에 메모리 어드레스가 포함되어 있는 경우에는, 위의 메모리 어드레스에 따라 센싱 정보를 메모리(17)에 저장한다. 동작 명령어에 메모리 어드레스가 포함되어 있지 않은 경우에는 태그 판독 장치(2)와의 합의에 의하여 미리 설정된 메모리 맵(map)에 따라 센싱 정보를 메모리(17)의 설정된 곳에 저장할 수도 있다.
이후에 설명의 편의상, 동작 명령어에 포함된 인덱스값이 "제1 인덱스값"이라고 명명될 수 있으며, 무전원 센서 태그(1)가 저장하고 있는 인덱스값은 "제2 인덱스값"이라고 명명될 수도 있다.
이러한 포맷을 가지는 동작 명령어를 포함하는 신호가 무전원 센서 태그(1)로 수신되면, 무전원 센서 태그(1)는 동작 명령어에 따른 센싱 정보 획득 동작을 수행하며, 센서 태그 자신의 상태와는 상관없이 동작 명령어를 수행한다.
한편 센싱 정보 처리부(24)는 송수신부(22)를 통하여 수신되는 무전원 센서 태그(1)로부터의 신호를 처리하여 센싱 정보를 획득한다.
이러한 구조로 이루어지는 태그 판독 장치(2)가 복수의 안테나(21)를 포함하는 경우에, 각 안테나(21)를 통한 효율적인 신호 송수신을 위하여 RF 스위치(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
도 5는 RF 스위치를 포함하는 본 발명의 실시 예에 따른 태그 판독 장치(2)의 구조를 나타낸 도이다.
도 5에서와 같이, 태그 판독 장치(2)는 복수의 안테나(21)를 포함하고, 복수의 안테나를 개별적으로 동작시키기 위한 RF 스위치(25)가 안테나(21)와 송수신부(22) 사이에 위치된다.
RF 스위치(25)는 특정 안테나와 송수신부(22) 사이의 경로를 형성하거나 차단하여, 해당 안테나의 온/오프를 수행한다. 복수의 안테나(21)들은 RF 스위치(25)에 의하여 송수신부(22), 명령어 처리부(23) 및 센싱 정보 처리부(24)와 연결되는데, RF 스위치(25)는 복수의 안테나(21) 중에서 하나의 안테나와 송수신부(22) 사이의 신호 경로를 형성하여, 해당 안테나를 통한 동작 명령 신호의 송신 및 센싱 정보를 포함하는 센싱 신호의 수신이 이루어지도록 한다. 이에 따라 RF 스위치를 통하여 특정 시점에 특정 안테나를 구동시켜 해당 안테나를 통한 신호 송수신을 수행할 수 있다.
이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 생리적 변화 감지 시스템(100)에서, 효과적으로 가축들의 생리적 변화에 대한 정보를 획득하기 위하여, 태그 판독 장치(2)의 복수의 안테나(21)들이 도 1에서와 같이, 가축들이 있는 소정 영역(예를 들어, 축사)의 복수의 위치에 각각 설치될 수 있다.
한편 태그 판독 장치(2)의 안테나(21)를 제외한 RF 스위치(25), 송수신부(22), 명령어 처리부(23) 및 센싱 정보 처리부(24)를 "리더 보드"라고 명명할 수 있으며, 리더 보드는 도 1에서와 같이, 안테나(21)와는 다른 위치에 설치되어 복수의 안테나를 통한 신호 송수신을 수행한다.
다음에는 이러한 구조를 토대로 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그를 토대로 가축의 생리적 변화를 감지하는 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그를 토대로 가축의 생리적 변화를 감지하는 방법의 흐름도이다.
최근에 구제역 등의 가축 질병이 많이 발생하고 있으며, 이러한 가축 질병은 전파력이 매우 빨라 발병과 함께 이를 조기에 감지하여 그 확산을 방지하는 것이 매우 중요하다. 이러한 조기 감지를 위해 실제 현장에서 가축의 수포, 침 흘림, 행동변화 등과 같은 외관상의 증상을 사람이 직접 육안으로 관찰한 후 감염 여부를 인지하고 있다. 하지만, 이러한 인지 과정은 사람이 육안으로 진행함에 따라 정확한 발병 여부를 인지할 수 없는 경우가 발생한다.
체온과 같은 가축들의 생리적 변화를 직접적으로 감지하면 보다 정확한 발병 여부를 알 수 있지만, 이러한 경우에는 사람이 직접적으로 체온을 측정하는 과정이 요구됨에 따라 사람으로의 감염이 발생할 가능성도 있으며, 사람이 일일이 모든 가축의 생리적 변화를 측정함에 따른 번거로움과 많은 비용 그리고 시간이 요구된다. 그러므로 본 발명의 실시 예에서는 무전원 센서 태그(1)와 태그 판독 장치(2)를 이용하여 가축의 생리적 변화를 감지한다.
이를 위하여 본 발명의 실시 예에서는 도 1에서와 같이, 돼지나 소 등의 가축 각각에 대하여 무전원 센서 태그(1)를 가축의 체온을 측정할 수 있는 적합한 부위(예를 들어, 가축의 귀)에 부착한다. 그리고 각 가축의 축사 각각에 안테나(21)가 설치되며, 태그 판독 장치(2)는 각각의 안테나를 선택적으로 동작시켜 해당 축사에 있는 가축에 부착된 무전원 센서 태그(1)로부터 센싱 정보를 획득한다.
이를 위하여, 도 6에서와 같이, 측정 대상(예: 가축)에 적어도 하나의 무전원 센서 태그(1)가 설치되어 있는 상태에서, 태그 판독 장치(2)는 무전원 센서 태그(1)로부터 센싱 정보를 제공받기 위한 동작 명령어를 생성하여 송신한다(S100, S110). 동작 명령어는 위의 표 1과 같은 포맷으로 이루어지며, 태그 판독 장치(2)는 동작 명령어를 포함하는 무선 신호를 무전원 센서 태그(1)로 전송한다. 여기서 동작 명령어는 예를 들어 센서부를 구동시켜 측정 대상의 체온을 측정하고, 측정된 체온을 메모리의 소정 어드레스에 저장하라는 의미의 식별 코드와 인덱스값을 포함할 수 있다. 여기서는 동작 명령어가 메모리 어드레스를 포함한 것을 예로 들지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 동작 명령어를 포함하는 무선 신호는 적어도 1회 이상 계속하여 송신될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 동작 명령어를 포함하는 무선 신호를 "동작 명령 신호"라고 명명한다.
동작 명령 신호는 RF 스위치(25)에 의하여 형성된 신호 경로를 통하여 측정하고자 하는 영역에 위치한 안테나로 전달되어, 해당 안테나를 통하여 송신된다.
측정 영역에 위치한 가축 각각에 부착된 무전원 센서 태그(1)는 동작 명령 신호를 수신하고 처리하여 동작 명령어를 획득한다. 즉, 태그 판독 장치(2)로부터 전송된 무선 신호인 동작 명령 신호는 무전원 센서 태그(1)의 안테나(11) 및 송수신부(12)에 의하여 수신 처리되어 전원 생성부(14) 및 신호 처리부(13)로 제공된다(S120). 신호 처리부(13)는 송수신부(12)로부터 전달되는 신호를 복조 처리하여 동작 제어부(15)로 전달하며, 동작 제어부(15)는 복조되어 전달되는 신호로부터 동작 명령어를 획득한다. 동작 제어부(15)는 획득한 동작 명령어로부터 인덱스값을 추출하고, 추출된 인덱스값(제1 인덱스값)과 메모리(17)에 저장되어 있는 인덱스값(제2 인덱스값)을 비교한다(S130, S140). 동작 명령어에 포함된 인덱스값과 저장되어 있는 인덱스값이 동일한 경우에는 동작 명령어에 따른 동작을 수행하지 않는다(S150). 즉, 제1 인덱스값과 제2 인덱스값이 동일한 경우에는 이미 수행한 동작에 해당하는 것으로 판단하여 해당 동작을 수행하지 않는다.
반면 동작 명령어에 포함된 인덱스값과 저장되어 있는 인덱스값이 동일하지 않은 경우에, 동작 제어부(15)는 해당 동작을 수행하지 않은 것으로 판단하여 다음과 같이 센서부(16)를 구동시켜 동작 명령어에 따른 센싱 동작을 수행한다.
동작 제어부(15)는 센싱 동작을 수행하기 위하여 센서부(16)를 구동시킨다. 즉, 전원 생성부(14)로부터 전원이 센서부(16)로 공급되도록 한다. 전원 생성부(14)는 송수신부(12)로부터 전달되는 신호 즉, 태그 판독 장치(2)로부터 전송된 신호로부터 전력을 생성하여 신호 처리부(13)로 전달하며, 신호 처리부(13)는 전달되는 전력을 정전압으로 처리하여 센서부(16)로 공급한다(S160). 이에 따라 센서부(16)는 공급되는 전압에 따라 구동하여 환경 정보 또는 생리 정보를 측정하고 이에 해당하는 센싱 정보를 제공한다(S170). 동작 제어부(15)는 센싱 정보를 메모리(17)에 저장한다. 구체적으로 동작 제어부(15)는 센서부(16)로부터 제공된 센싱 정보를 디지털 레지스터에 저장하고(S180), 센서부(16)로 공급되는 전원을 차단시켜 센서부(16)의 구동을 중지시킨다(S100). 그리고 디지털 레지스터에 저장된 센싱 정보를 메모리(17)에 저장하며(S200), 이 때, 동작 명령어에 포함되어 있는 메모리 어드레스에 따라 센싱 정보를 메모리(17)에 저장할 수 있다.
동작 제어부(15)는 획득한 센싱 정보를 메모리(17)에 저장한 다음, 저장되어 있던 인덱스값(제2 인덱스값)을 변경한다(S210). 예를 들어, 동작 명령어의 제1 인덱스값이 올림차순에 따라 증가되는 값으로 설정되어 있는 경우에는 제2 인덱스값을 소정값 증가시키고, 동작 명령어의 제1 인덱스값이 내림차순에 따라 감소되는 값으로 설정되어 있는 경우에는 제2 인덱스값을 소정값 감소시킨다. 이에 따라 제2 인덱스값은 동작 명령어에 포함되어 있는 제1 인덱스값과 동일하게 된다.
이와 같이 저장된 센싱 정보는 신호 처리부(13) 및 송수신부(12)에 의하여 처리되어 태그 판독 장치(2)로 전송될 수 있다(S220). 센싱 정보 전송 동작은 태그 판독 장치(2)로부터 센싱 정보를 전송하라는 명령어를 수신한 다음에 수행될 수도 있다. 이때 전송되는 신호는 센싱 정보 이외에 해당 가축을 식별할 수 있는 식별 코드를 포함할 수 있으며, 이외에도 센싱이 이루어진 시간 등의 정보를 더 포함할 수도 있다. 이러한 과정을 통하여 무전원 센서 태그를 효과적으로 제어하여 가축의 체온을 포함하는 생리적 변화에 관련된 정보를 용이하게 획득할 수 있다.
태그 판독 장치(2)는 위에 기술된 바와 같은 과정을 통하여 무전원 센서 태그(1)로부터 가축들의 체온을 포함하는 센싱 정보를 획득하고 이를 생체 정보 처리 시스템(3)으로 제공한다(S230).
생체 정보 처리 시스템(3)은 태그 판독 장치(2)로부터 제공되는 가축들에 대한 센싱 정보를 취합 및 정리하여 네트워크(4)를 통하여 관리 센터(5)로 전송한다.
이러한 실시 예에 따르면, 가축의 생리적 변화를 용이하면서도 안전하게 측정할 수 있으므로, 구제역 등의 전염병 감염 증상을 발병 초기에 판별하고, 이를 통하여 질병의 확산을 방지할 수 있는 효과가 제공된다. 특히 가축의 생리적 변화를 감지하는데 소요되는 시간 및 번거로움을 감소시킬 수 있다.
위의 실시 예에서는 가축의 체온을 감지하는 것을 예로 들어서 설명하지만, 이외에도 가축의 자세, 활동도 등의 행동적 변화를 감지하는 센서를 무전원 센서 태그(1)에 적용하여, 체온 이외의 다양한 생리적 변화를 감지할 수 있다.
한편 위에 기술된 바와 같은 실시 예에서, 무전원 센서 태그(1)가 리얼 타임 클락(real time clock)을 포함하지 않는 형태로 구현되는 경우, 센싱 정보를 메모리에 저장할 때 이를 식별하기 위한 표시가 필요하다. 또한 무전원 센서 태그(1)가 전력 부족이나 내부 오류 등에 의하여 동작 수행을 못하는 경우가 발생할 수도 있는데, 이러한 경우를 식별하기 위한 표시가 필요할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 동작 명령어에 포함시켜 전송하는 인덱스값인 제1 인덱스값과 무전원 센서 태그에 저장되는 제2 인덱스값을 사용하여, 제1 인덱스값과 제2 인덱스값의 비교 결과에 따라 센싱 동작이 수행되도록 하여, 동일한 명령어에 따라 한번 수행된 센싱 동작이 반복적으로 수행되거나, 명령어를 수신한 경우 해당 명령어에 따른 동작이 수행되지 않았음에도 불구하고 여전히 관련 동작을 수행하지 않는 경우를 용이하게 방지할 수 있다.
한편, 태그 판독 장치(2)로부터의 명령어에 따라 센서 태그(1)가 동작함에 따라, 센서 태그가 충분한 에너지를 수신하지 않으면 해당 명령어를 수행하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우를 고려하여, 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그(1)는 해당 동작 명령어를 포함하는 동작 명령 신호를 1회 이상 더 수신하여 수신되는 신호에 따른 에너지를 축적하여 센싱 동작을 수행한다.
구체적으로 신호 처리부(13)는 전원 생성부(14)로부터 전달되는 전력을 설정 전력과 비교한 비교 결과를 동작 제어부(15)로 제공하며, 동작 제어부(15)는 생성된 전력이 설정 전력보다 낮은 경우에는 동작 명령어를 수신하였어도 센서부(16)를 구동시키지 않고, 송수신부(12)를 통한 신호 수신이 추가적으로 수행되도록 한다. 이후 설정 전력 이상의 전력이 생성된 경우 동작 제어부(15)는 위에 기술된 바와 같이 센서부(16)를 구동시켜 수신된 동작 명령어에 따른 센싱 동작을 수행한다. 여기서 설정 전력은 메모리(17)에 정보를 기록하고 판독하는 동작에 요구되는 전력일 수 있다.
위에 기술된 바와 같은 과정을 통하여 무전원 센서 태그를 효과적으로 제어하여 센싱 정보를 획득할 수 있으며, 무전원 센서 태그에 센싱 동작을 위한 별도의 배터리를 추가하지 않아도 용이하게 센싱 정보를 획득할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 무전원 센서 태그(1)와 태그 판독 장치(2)는 가축의 생리적 변화를 감지하는 것 이외에 다양한 분야에 적용할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 수신되는 동작 명령 신호에 따라 동작하여 가축의 생리적 변화를 나타내는 센싱 정보를 획득하여 전송하는 적어도 하나의 무전원 센서 태그; 및
    상기 무전원 센서 태그로 상기 동작 명령 신호를 전송하고, 상기 무전원 센서 태그로부터 센싱 정보를 포함하는 신호를 수신하는 태그 판독 장치
    를 포함하고,
    상기 무전원 센서 태그는 상기 동작 명령 신호에 따라 전력을 생성하여 상기 가축의 생리적 변화를 나타내는 센싱 정보를 획득하는, 가축의 생리적 변화 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서
    상기 동작 명령 신호는 명령어 수행 여부를 체크하기 위한 제1 인덱스값을 포함하고, 센싱 정보를 저장하기 위한 메모리 어드레스를 선택적으로 더 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 시스템.
  3. 제2항에 있어서.
    상기 무전원 센서 태그는
    적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부;
    상기 센서에 의하여 측정되는 센싱 정보가 저장되고, 제2 인덱스값이 저장되어 있는 메모리;
    상기 동작 명령 신호에 포함되어 있는 제1 인덱스값과 상기 제2 인덱스값이 일치하지 않는 경우에, 상기 동작 명령 신호에 따른 동작을 수행하는 것으로 결정하는 명령어 처리 모듈;
    상기 동작 명령 신호에 따른 동작을 수행하는 것으로 결정된 경우 상기 센서부를 동작시키는 센서 제어 모듈; 및
    상기 센서부로부터 획득되는 센싱 정보를 상기 메모리에 저장하고, 저장되어 있는 센싱 정보를 송수신부로 제공하는 메모리 제어 모듈
    을 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 시스템.
  4. 제1항에 있어서.
    상기 태그 판독 장치는,
    복수의 안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 적어도 하나의 무전원 센서 태그로 상기 동작 명령 신호를 송신하고, 상기 무전원 센서 태그로부터 센싱 정보를 포함하는 신호를 수신하는 송신부;
    각각의 안테나와 송수신부 사이에 각각의 신호 경로를 생성하는 RF 스위치;
    상기 동작 명령 신호를 생성하는 명령어 생성부; 및
    상기 송수신부에 의하여 수신되는 신호로부터 무전원 센서 태그의 센싱 정보를 획득하는 센싱 정보 처리부
    를 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무전원 센서 태그는 가축 각각에 대하여 부착되어 있으며,
    상기 태그 판독 장치의 각 안테나는 상기 가축들이 있는 영역별로 각각 설치되어 있는, 가축의 생리적 변화 감지 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 태그 판독 장치로부터 제공되는 각각의 무전원 센서 태그의 센싱 정보를 취합하여 처리하고, 네트워크에 연결되어 있는 관리 센터로 제공하는 생체 정보 처리 시스템을 더 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 시스템.
  7. 태그 판독 장치가 동작 명령어를 포함하는 동작 명령 신호를 적어도 하나의 무전원 센서 태그로 전송하는 단계;
    상기 무전원 센서 태그가 상기 동작 명령 신호에 따라 전력을 생성하여 가축의 생리적 변화를 나타내는 센싱 정보를 획득하는 단계;
    상기 무전원 센서 태그가 상기 센싱 정보를 상기 태그 판독 장치로 전송하는 단계; 및
    상기 태그 판독 장치가 무전원 센서 태그로부터 전송되는 센싱 정보를 통합하여 생체 정보 처리 시스템으로 전달하는 단계
    를 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  8. 제7항에 있어서
    상기 무전원 센서 태그는 적어도 하나의 센서로 이루어지는 센서부를 포함하고,
    상기 센싱 정보를 획득하는 단계는,
    상기 무전원 센서 태그가 상기 동작 명령 신호에 포함되어 있는 제1 인덱스값과 무전원 센서 태그가 저장하고 있는 제2 인덱스값을 비교하는 단계;
    상기 무전원 센서 태그가 생성되는 전력을 상기 비교 결과에 따라 상기 센서부로 공급하는 단계; 및
    상기 무전원 센서 태그가 상기 동작 명령 신호에 따라 센서부를 동작시켜 센싱 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  9. 제8항에 있어서
    상기 전력을 센서부로 공급하는 단계는
    상기 제1 인덱스값과 상기 제2 인덱스값이 일치하지 않는 경우, 상기 동작 명령 신호를 토대로 생성되는 전력을 상기 센서부로 공급하는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  10. 제7항에 있어서
    상기 동작 명령 신호는 메모리 어드레스를 더 포함하고,
    상기 획득한 센싱 정보를 상기 메모리 어드레스에 따라 무전원 센서 태그의 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  11. 제10항에 있어서
    상기 저장하는 단계는
    상기 센싱 정보를 레지스터에 저장하는 단계;
    상기 센서부로의 전력 공급을 중지시키는 단계; 및
    상기 레지스터에 저장된 센싱 정보를 메모리에 저장하는 단계
    를 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  12. 제7항에 있어서
    상기 센싱 정보를 획득한 다음에, 상기 무전원 센서 태그의 제2 인덱스값을 변경시키는 단계를 더 포함하는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  13. 제12항에 있어서
    상기 변경시키는 단계는
    상기 무전원 센서 태그의 제2 인덱스값을 상기 동작 명령 신호에 포함되어 있는 제1 인덱스값과 일치시키는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  14. 제7항에 있어서
    상기 센싱 정보를 획득하는 단계는 상기 생성된 전력이 미리 설정된 전력 이상인 경우에 센싱 정보를 획득하는, 가축의 생리적 변화 감지 방법.
  15. 안테나를 통하여 태그 판독 장치로부터 제공되는 동작 명령 신호-- 상기 동작 명령 신호는 제1 인덱스값을 포함함 --를 수신하거나, 센싱 정보를 포함하는 신호를 상기 안테나를 통하여 상기 태그 판독 장치로 전송하는 송수신부;
    적어도 하나의 센서를 포함하는 센서부;
    상기 동작 명령 신호를 토대로 무전원 센서 태그의 동작을 위한 전원을 생성하는 전원 생성부;
    상기 센서부에 의하여 측정되는 센싱 정보를 저장하고, 제2 인덱스값을 저장하고 있는 메모리; 및
    상기 동작 명령 신호에 포함되어 제1 인덱스값과 상기 메모리에 저장되어 있는 제2 인덱스값의 비교 결과에 따라 상기 센서부를 구동시켜 센싱 정보를 획득하는 동작 제어부
    를 포함하는, 무전원 센서 태그.
  16. 제15항에 있어서
    상기 동작 제어부는
    상기 제1 인덱스값과 상기 제2 인덱스값이 일치하지 않는 경우, 상기 동작 명령 신호에 따른 동작을 수행하는 것으로 결정하는 명령어 처리 모듈;
    상기 동작 명령 신호에 따른 동작을 수행하는 것으로 결정된 경우, 상기 상기 센서부로 상기 전원 생성부의 전원을 공급하여 센서부를 동작시키는 센서 제어 모듈; 및
    상기 센서부로부터 획득되는 센싱 정보를 상기 메모리에 저장하고, 저장되어 있는 센싱 정보를 송수신부로 제공하는 메모리 제어 모듈
    을 포함하는, 무전원 센서 태그.
  17. 제16항에 있어서
    상기 동작 명령 신호는 메모리 어드레스를 더 포함하고,
    상기 메모리 제어 모듈은 상기 센싱 정보를 상기 메모리 어드레스에 따라 상기 메모리에 저장하며,
    상기 무전원 센서 태그는 상기 송수신부에 의하여 수신되는 동작 명령 신호를 처리하여 상기 동작 제어부로 제공하거나, 상기 센싱 정보를 포함하는 신호를 처리하여 상기 송수신부로 제공하는 신호 처리부를 더 포함하는,
    무전원 센서 태그.
  18. 적어도 하나의 안테나를 포함하고, 상기 안테나를 통하여 적어도 하나의 무전원 센서 태그로 동작 명령어를 포함하는 동작 명령 신호를 송신하고, 상기 무전원 센서 태그로부터 센싱 정보를 포함하는 신호를 수신하는 송신부;
    상기 무전원 센서 태그로부터 센싱 정보를 획득하기 위한 상기 동작 명령어를 생성하고, 상기 동작 명령어는 명령어 수행 여부를 체크하기 위한 제1 인덱스값을 포함하는 명령어 생성부; 및
    상기 송수신부에 의하여 수신되는 신호로부터 무전원 센서 태그의 센싱 정보를 획득하는 센싱 정보 처리부
    를 포함하는, 태그 판독 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 동작 명령어는 지정된 명령어임을 나타내는 식별 코드 및 센싱 정보가 저장되는 곳을 나타내는 메모리 어드레스를 더 포함하는, 태그 판독 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    각각의 안테나와 송수신부 사이에 각각의 신호 경로를 생성하는 RF 스위치를 더 포함하는, 태그 판독 장치.
KR1020110061335A 2011-06-23 2011-06-23 가축의 생리적 변화 감지 시스템 및 그 방법 그리고 무전원 센서 태그 및 태그 판독 장치 KR20130000670A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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