KR20130039158A - Radio frequency identification tag - Google Patents

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최수나
김현석
이형섭
표철식
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: A RFID(Radio Frequency IDentification) tag is provided to reduce processing time and energy by overcoming a limitation condition on a processing speed of the RFID tag. CONSTITUTION: An RFID tag(100) includes a communication unit(110), a power generating unit(120), a speed control unit(130), and a frequency generating unit(140). The power generating unit generates power by rectifying an RF signal. The speed control unit determines an operating frequency corresponding to a power range of the power generated by the power generating unit and generates a control signal including the operating frequency in order to deliver the signal to the frequency generating unit. The speed control unit stores a plurality of operating frequencies related to the processing speed. The speed control unit searches for the operating frequency corresponding to the power range of the power. The frequency generating unit generates the operating frequency included in the control signal. The RFID tag is operated by the operating frequency. [Reference numerals] (110) Communication unit; (120) Power generating unit; (130) Speed control unit; (140) Frequency generating unit;

Description

무선 주파수 인식 태그{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}Radio Frequency Identification Tag {RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}

본 발명은 무선 주파수 인식 태그에 관한 것이다. The present invention relates to a radio frequency identification tag.

일반적으로 무선 주파수 인식(Radio Frequency IDentification, RFID) 기술은 무선 주파수를 사용하여 고유한 식별 정보를 가지고 있는 RFID 태그와 비접촉식으로 통신하여 RFID 태그로부터 정보를 독출하거나 RFID 태그에 정보를 기록하는 기술을 의미한다. 이와 같은 RFID 기술은 RFID 태그가 부착된 객체(예를 들어, 사람, 동물, 사물 등)를 인식, 추적, 및 관리하는 다양한 분야에 이용된다.In general, radio frequency identification (RFID) technology refers to a technology for reading information from or writing information to an RFID tag by contactlessly communicating with an RFID tag having unique identification information using radio frequency. do. Such RFID technology is used in various fields for recognizing, tracking, and managing objects tagged with RFID tags (eg, people, animals, objects, etc.).

RFID 시스템은 고유한 식별 정보를 저장하고, 객체에 부착되는 다수의 RFID 태그와 RFID 태그에 저장된 정보를 읽거나 태그에 정보를 기록하기 위한 RFID 리더를 포함한다.The RFID system includes a plurality of RFID tags attached to an object and RFID readers for reading or storing information in the RFID tags attached to the object.

RFID 시스템은 RFID 리더와 RFID 태그간의 상호 통신 방식에 따라 상호 유도 방식과 전자기파 방식으로 구분된다. RFID 시스템은 RFID 태그가 자체 전력으로 구동하는지 아니면 별도의 배터리로 구동하는지의 여부에 따라 수동형과 능동형으로 구분된다. 또한 RFID 시스템은 사용하는 주파수에 따라 장파, 중파, 단파, 초단파, 및 극초단파형으로 구분된다.RFID systems are classified into mutual induction and electromagnetic waves according to the mutual communication method between the RFID reader and the RFID tag. RFID systems are classified into passive and active depending on whether the RFID tag is powered by its own power or a separate battery. In addition, RFID systems are classified into long wave, medium wave, short wave, microwave and microwave according to the frequency used.

수동형 RFID 태그는 RFID 리더로부터 전송된 무선 주파수 신호를 이용하여 전력을 생성하여 자체적으로 구동한다. The passive RFID tag generates power by using radio frequency signals transmitted from an RFID reader and drives itself.

최근 들어, RFID 시스템에는 환경 정보 습득을 위한 센서 구동이나 정보 보호 등의 이유로 암호화 프로토콜이 적용되는 등 적용 환경에 따른 새로운 요구사항이 발생되고 있다. 이로 인하여 RFID 태그에서 처리하여야 하는 프로세스 및 데이터의 양이 크게 증가하고 있으나, 제한적인 RFID 태그의 처리 속도로 인하여 RFID 태그의 동작 시간 및 RFID 리더와의 통신 시간이 증가하며, 결국 RFID 태그와 RFID 리더간 타이밍 조건을 만족시키지 못해 시스템의 오류가 발생하고, 반복적인 동작 수행으로 인한 추가 에너지가 소모되는 문제점이 발생하고 있다. In recent years, new requirements for RFID systems have been generated, such as encryption protocols applied for reasons such as sensor driving or information protection for acquiring environmental information. As a result, the amount of processes and data to be processed in the RFID tag is greatly increased. However, due to the limited processing speed of the RFID tag, the operating time of the RFID tag and the communication time with the RFID reader are increased. Failure to satisfy the inter-timing conditions results in system failures and additional energy consumption due to repetitive operation.

일례로, 정보 보호 기능을 수행하는 RFID 태그는 RFID 리더와의 통신시 인증 혹은 데이터 암호화 기능을 수행하기 위한 암호화 엔진을 포함하여 이를 구동하게 된다. 이러한 암호화 엔진을 구동하기 위해서는 추가적인 처리 시간이 필요하므로, RFID 리더와 RFID 태그간에 상호 약속된 응답 시간을 만족시키는 것이 어려워지고, 이에 따라 기능 수행을 위하여 같은 동작을 반복해야 하는 일이 발생한다.For example, an RFID tag that performs an information protection function includes an encryption engine for performing an authentication or data encryption function when communicating with an RFID reader. Since additional processing time is required to drive such an encryption engine, it becomes difficult to satisfy the mutually agreed response time between the RFID reader and the RFID tag, and thus, the same operation must be repeated to perform the function.

따라서, RFID 시스템에서는 RFID 태그의 처리 속도에 대한 제한 조건을 극복할 수 있는 방법이 필요하다. Therefore, there is a need for a method capable of overcoming the constraint on the processing speed of an RFID tag in an RFID system.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 RFID 태그의 처리 속도에 대한 제한 조건을 극복하여 처리 시간 및 에너지를 절감시킬 수 있는 무선 인식 주파수 태그를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a radio recognition frequency tag that can reduce the processing time and energy by overcoming the limitation on the processing speed of the RFID tag.

본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 주파수 인식(Radio Frequency Identification, RFID) 리더와 통신하는 RFID 태그가 제공된다. RFID 태그는 통신부, 전원 생성부, 속도 제어부, 그리고 주파수 생성부를 포함한다. 상기 통신부는 상기 RFID 리더로부터 무선 주파수 신호를 수신한다. 상기 전원 생성부는 상기 무선 주파수 신호로부터 전력을 생성한다. 상기 속도 제어부는 생성한 전력의 크기에 대응하여 처리 속도를 제어하는 동작 주파수를 결정한다. 그리고 주파수 생성부는 결정한 동작 주파수를 생성한다. According to an embodiment of the present invention, an RFID tag for communicating with a Radio Frequency Identification (RFID) reader is provided. The RFID tag includes a communication unit, a power generator, a speed controller, and a frequency generator. The communication unit receives a radio frequency signal from the RFID reader. The power generator generates power from the radio frequency signal. The speed controller determines an operating frequency for controlling the processing speed according to the generated power. The frequency generator generates the determined operating frequency.

본 발명의 실시 예에 의하면, 적용 환경에 따라 무선 인식 태그의 처리 속도를 조절함으로써, 처리 시간 및 에너지를 절감시킬 수 있다. 예를 들어, 수동형 RFID 태그의 경우, RFID 태그의 처리 속도에 따라 전력 소모가 증가하게 되므로, RFID 태그의 생성 전력량에 따라서 처리 속도를 조절함으로써, 부가 기능을 수행하는 동시에 처리 시간과 에너지가 절감될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by adjusting the processing speed of the wireless identification tag according to the application environment, it is possible to reduce the processing time and energy. For example, in the case of the passive RFID tag, power consumption increases according to the processing speed of the RFID tag, so that processing time and energy can be saved while performing additional functions by adjusting the processing speed according to the amount of power generated by the RFID tag. Can be.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 주파수 인식 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 RFID 태그를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 태그에서 처리 속도를 조절하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is a view showing a radio frequency recognition system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an RFID tag shown in FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a method of adjusting a processing speed in an RFID tag according to an embodiment of the present invention.

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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 무선 주파수 인식 태그에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a radio frequency identification tag according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 주파수 인식 시스템을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a radio frequency recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 무선 주파수 인식(Radio Frequency IDentification, RFID) 시스템은 RFID 태그(100) 및 RFID 리더(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a radio frequency identification (RFID) system includes an RFID tag 100 and an RFID reader 200.

RFID 태그(100)를 부착한 객체가 RFID 리더(200)의 인식 영역(read zone)에 놓이게 되면, RFID 리더(200)는 RFID 태그(100)에게 질문(interrogation)을 보내고, RFID 태그(100)는 RFID 리더(200)의 질문에 응답한다. RFID 리더(200)는 특정 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 신호를 변조하여 RFID 태그(100)에게 질문 신호를 송출할 수 있고, RFID 태그(100)는 RFID 리더(200)로부터 송출된 RF 신호를 역산란 변조(Backscattered Modulation)시켜서 내부 메모리에 저장된 자신의 고유 식별 코드 및 데이터 정보(이하, "태그 정보"라 함)를 안테나를 통해 RFID 리더(200)에게 전달한다. When the object to which the RFID tag 100 is attached is placed in a read zone of the RFID reader 200, the RFID reader 200 sends an interrogation to the RFID tag 100 and the RFID tag 100. Responds to questions from the RFID reader 200. The RFID reader 200 may transmit a question signal to the RFID tag 100 by modulating a specific radio frequency (RF) signal, and the RFID tag 100 may transmit an RF signal transmitted from the RFID reader 200. The backscattered modulation modulates its own identification code and data information (hereinafter referred to as "tag information") stored in the internal memory to the RFID reader 200 through an antenna.

RFID 태그(100)는 자체 전력으로 구동하는 수동형일 수도 있고, 별도의 배터리로 구동하는 능동형일 수도 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 RFID 태그(100)가 수동형인 것으로 가정하고 설명한다. The RFID tag 100 may be passive type driven by its own power or may be active type driven by a separate battery. However, in the embodiment of the present invention, it is assumed that the RFID tag 100 is passive.

RFID 태그(100)는 자신의 동작 전력을 얻기 위해서 RFID 리더(200)로부터 송출되는 RF 신호를 정류하여 자신의 전원으로 이용한다. RFID 태그(100)가 정상적으로 동작하기 위해서는 RFID 태그(100)가 높여진 위치에서 RFID 리더(200)로부터 송출되는 RF 신호의 세기가 특정 값 이상이 되어야 하며, RFID 리더(200)로부터 송출되어 RFID 태그(100)에 도달하는 RF 신호의 세기에 의해서 인식 영역이 제한될 수 있다. The RFID tag 100 rectifies the RF signal transmitted from the RFID reader 200 and uses it as its power source to obtain its own operating power. In order for the RFID tag 100 to operate normally, the strength of the RF signal transmitted from the RFID reader 200 at a position where the RFID tag 100 is raised should be greater than or equal to a specific value, and the RFID tag is transmitted from the RFID reader 200. The recognition area may be limited by the strength of the RF signal reaching 100.

이러한 RFID 태그(100)는 RFID 리더(200)로부터 송출되는 RF 신호로부터 전력을 생성하고, 생성한 전력 값에 대응하는 동작 주파수로 동작하며, 동작 주파수에 의해 RFID 태그(100)의 처리 속도가 결정된다. The RFID tag 100 generates power from an RF signal transmitted from the RFID reader 200 and operates at an operating frequency corresponding to the generated power value, and the processing speed of the RFID tag 100 is determined by the operating frequency. do.

그러면, RFID 태그(100)에서 처리 속도를 조절하는 실시 예에 대하여 도 2 및 도 3을 참고로 하여 자세하게 설명한다. 또한 RFID 태그(100)에서 처리 속도를 조절하는 기능 외에 다른 기능에 대한 설명은 생략하기로 한다. Next, an embodiment of adjusting the processing speed in the RFID tag 100 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. In addition, the description of other functions besides the function of adjusting the processing speed in the RFID tag 100 will be omitted.

도 2는 도 1에 도시된 RFID 태그를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 태그에서 처리 속도를 조절하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 2 is a diagram illustrating an RFID tag shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of adjusting a processing speed in an RFID tag according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, RFID 태그(100)는 통신부(110), 전원 생성부(120), 속도 제어부(130) 및 주파수 생성부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the RFID tag 100 includes a communication unit 110, a power generation unit 120, a speed control unit 130, and a frequency generation unit 140.

도 3을 보면, 통신부(110)는 RFID 리더(200)로부터 RF 신호를 수신한다(S310). 3, the communication unit 110 receives an RF signal from the RFID reader 200 (S310).

전원 생성부(120)는 수신한 RF 신호로부터 전력을 생성한다(S320). 전원 생성부(120)는 수신한 RF 신호를 정류하여 전력을 생성할 수 있다. The power generator 120 generates power from the received RF signal (S320). The power generator 120 may generate power by rectifying the received RF signal.

속도 제어부(130)는 전력 생성부(120)에서 생성한 전력의 크기가 속하는 전력 범위에 대응하는 동작 주파수를 결정하고(S330), 결정한 동작 주파수를 포함하는 제어 신호를 생성하여 주파수 생성부(140)로 전달한다. 속도 제어부(130)는 복수의 전력 범위에 각각 대응하여 처리 속도와 관련 있는 복수의 동작 주파수를 저장하고 있을 수 있다. 속도 제어부(130)는 전력 생성부(120)에서 생성한 전력의 크기가 속하는 전력 범위와 해당 전력 범위에 대응하는 동작 주파수를 검색할 수 있다. 이때, 전력 크기가 클수록 높은 동작 주파수를 갖도록 설정되어 있다. 따라서, RF 신호로부터 생성된 전력의 크기가 큰 경우에 처리 속도를 증가시킬 수 있는 동작 주파수가 결정될 수 있고, RF 신호로부터 생성된 전력의 크기가 작은 경우에 처리 속도를 낮출 수 있는 동작 주파수가 결정될 수 있다. The speed controller 130 determines an operating frequency corresponding to the power range to which the magnitude of the power generated by the power generator 120 belongs (S330), and generates a control signal including the determined operating frequency to generate the frequency generator 140. To pass). The speed controller 130 may store a plurality of operating frequencies related to processing speeds, respectively, corresponding to the plurality of power ranges. The speed controller 130 may search for a power range to which the magnitude of the power generated by the power generator 120 belongs and an operating frequency corresponding to the power range. At this time, the larger the power size is set to have a higher operating frequency. Therefore, an operating frequency that can increase the processing speed can be determined when the magnitude of the power generated from the RF signal is large, and an operating frequency that can lower the processing speed when the magnitude of the power generated from the RF signal is small can be determined. Can be.

주파수 생성부(140)는 속도 제어부(130)에서 전달되는 제어 신호에 포함되어 있는 동작 주파수를 생성한다(S340). The frequency generator 140 generates an operating frequency included in the control signal transmitted from the speed controller 130 (S340).

RFID 태그(100)는 주파수 생성부(140)에서 생성한 동작 주파수로 동작한다. The RFID tag 100 operates at an operating frequency generated by the frequency generator 140.

이와 같이, RFID 태그(100)는 RF 신호로부터 생성된 전력의 크기가 큰 경우에 처리 속도를 증가시키고 RF 신호로부터 생성된 전력의 크기가 작은 경우에 처리 속도를 낮추어 동작함으로써, 안정적으로 원하는 기능을 수행할 수 있으며, 동시에 처리 시간 및 에너지를 절약시킬 수 있게 된다. As such, the RFID tag 100 increases the processing speed when the power generated from the RF signal is large and operates by lowering the processing speed when the power generated from the RF signal is small, thereby stably providing a desired function. Can be carried out, while at the same time saving processing time and energy.

예를 들어, RFID 태그(100)와 RFID 리더(200)간 약속된 링크 주파수(link frequency)를 만족시키기 위한 기본 동작 주파수가 2MHz라고 가정하면, RFID 태그(100)는 RFID 리더(200)로부터 공급되는 전력이 충분하면 동작 주파수를 2배인 4MHz로 증가시켜 처리 속도를 2배 빠르게 동작함으로써, RFID 태그(100)와 RFID 리더(200)간 안정적인 통신이 가능하도록 할 수 있으며, RFID 태그(100)와 RFID 리더(200)간 통신 시간이 줄어들어서 구동 시간 및 에너지 절약 효과를 거둘 수 있게 된다. For example, assuming that the basic operating frequency for satisfying the promised link frequency between the RFID tag 100 and the RFID reader 200 is 2 MHz, the RFID tag 100 is supplied from the RFID reader 200. If the power is sufficient, the operation frequency is increased to 4MHz, which is twice the operating speed, so that the processing speed is twice as fast, thereby enabling stable communication between the RFID tag 100 and the RFID reader 200, and the RFID tag 100 The communication time between the RFID readers 200 is reduced to achieve driving time and energy saving effects.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (1)

무선 주파수 인식(Radio Frequency Identification, RFID) 리더와 통신하는 RFID 태그에서,
상기 RFID 리더로부터 무선 주파수 신호를 수신하는 통신부,
상기 무선 주파수 신호로부터 전력을 생성하는 전원 생성부,
생성한 전력의 크기에 대응하여 처리 속도를 제어하는 동작 주파수를 결정하는 속도 제어부, 그리고
결정한 동작 주파수를 생성하는 주파수 생성부
를 포함하는 RFID 태그. In an RFID tag that communicates with a Radio Frequency Identification (RFID) reader,
Communication unit for receiving a radio frequency signal from the RFID reader,
A power generator for generating power from the radio frequency signal;
A speed controller for determining an operating frequency for controlling the processing speed according to the generated power; and
Frequency generator for generating the determined operating frequency
RFID tag comprising a.
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